JPH0773874B2 - 真空成形方法及びその成形に使用する真空成形型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、横壁部とこの横壁部周縁に形成された縦壁部
とを備えるとともに、横壁部と縦壁部との交差部位にお
ける断面凹状となる交差凹部を備えた形状の合成樹脂製
の成形品を、裏面側にフオーム層を有するシート状素材
を軟化させて真空成形により成形する方法、及びその成
形に使用する真空成形型に関する。

＜従来の技術＞ 従来、合成樹脂製の成形品を真空成形により成形する場
合には、まず、シート状素材５の全周をクランプ４で挟
持し、その状態でシート状素材５を加熱する（第４図参
照）。

その後、クランプ４で全周を挟持した状態で真空成形型
１の下型３にシート状素材５を押し付け、そして、第16
図に示すように、型締めして、多数の通気孔を備えた上
型２側から真空引きし、所定形状に賦形する。

その後、型開きさせて成形品を取り出し、周縁をトリミ
ングして製品としていた（特開昭50−23479号公報参
照）。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかし、従来の真空成形方法では、シート状素材５の全
周をクランプ４で挟持した状態で成形することから、軟
化したシート状素材５を下型３に被せる状態で配置させ
て型締めする際、シート状素材５が大きく伸び、シート
状素材５の上部が薄肉となつて、成形品の肉厚を不均一
にしていた。特に、第14図に示すような、横壁部７と横
壁部７周縁から延びる縦壁部８とを備えるような底の深
い箱形状としている成形品６を成形する場合には、シー
ト状素材５が大きく絞られることから、一層、肉厚を不
均一にしていた。

また、シート状素材５の全周をクランプ４で挟持した状
態で成形することから、製品とならない、トリミングす
る部位α・β（第16図参照）、が大きく、成形材料の歩
留りが悪かつた。

さらに、第14図に示すように、横壁部７と縦壁部８との
交差部位における断面凹状となる交差凹部Ｙを備えてい
るような成形品６を成形する場合において、シート状素
材５として、裏面側にフオーム層5bを有するものを使用
する場合には、成形する交差凹部Ｙでは、成形時に、そ
のシート状素材５の裏面側より表面側が圧縮された状態
で成形される。そのため、離型後、フオーム層5bのスプ
リングバツクにより、交差凹部Ｙでは、表面側へ肉厚を
厚くするように復元しようとして、シワが生じ、外観を
低下させていた。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、横壁部と
横壁部周縁から延びる縦壁部とを備えるとともに、横壁
部と縦壁部との交差部位における断面凹状となる交差凹
部を備えた形状の成形品を、裏面側にフオーム層を有す
るシート状素材を使用して、真空成形で成形する場合、
材料の歩留りを良好にでき、また、肉厚を均一にでき、
さらに、交差凹部でのシワの発生を防止して外観を向上
させて成形できる真空成形方法を提供するとともに、そ
の成形時に有効に使用できる真空成形型を提供すること
を目的とする。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明に係る真空成形方法は、横壁部と該横壁部周縁に
形成された縦壁部とを備えるとともに、前記横壁部と前
記縦壁部との交差部位における断面凹状となる交差凹部
を備えた形状の合成樹脂製の成形品を、裏面側にフオー
ム層を有するシート状素材を軟化させて真空成形により
成形する方法であつて、 周縁をクランプで挟持した状態で前記シート状素材を加
熱して軟化させる軟化工程と、 前記シート状素材の周縁を挟持していた前記クランプの
一部若しくは全部を前記シート状素材から取り外し、軟
化させた前記シート状素材を、前記フオーム層側を下方
側として、上型と下型とからなる真空成形型の前記下型
上に配置させるセツト工程と、 前記真空成形型を型締めして、前記シート状素材におけ
る前記交差凹部を形成する部位の前記フオーム層を復元
しないようにつぶすとともに、前記上下型により前記シ
ート状素材の周縁付近の全周を挟持してシールする型締
め工程と、 真空引きして、前記シート状素材を所定形状に賦形する
賦形工程と、 を備えていることを特徴とする。

本発明に係る真空成形型は、上型と下型とを備えて、上
述の真空成形方法で使用する真空成形型であつて、前記
真空成形型における真空引きするための通気孔を備えた
前記上型若しくは下型に、型締め時に前記シート状素材
を挟持する部位において、前記通気孔を塞いだシール面
が形成されている構成よりなることを特徴とする。

＜発明の作用・効果＞ 本発明に係る真空成形方法では、周縁をクランプで挟持
した状態で加熱して軟化させたシート状素材を、周縁を
挟持していたクランプの一部若しくは全部をシート状素
材から取り外し、上型と下型とからなる真空成形型の下
型上に配置させ、型締めして上下型によりシート状素材
の周縁付近の全周を挟持してシールし、その後、真空引
きして成形するものである。

すなわち、下型上に軟化したシール状素材を配置させる
際、シート状素材を加熱軟化させる際に使用していたク
ランプの一部若しくは全部を取り外し、クランプで挟持
されない部位を設けてシート状素材の配置させることか
ら、その配置時や型締め時において、シート状素材が伸
びようとしても、周縁を挟持されていない部位の材料が
その伸びようとする部位にずれて補充される態様となつ
て、肉厚の変化を迎えることができ、そのため、横壁部
と横壁部周縁から延びる縦壁部とを備える形状の成形品
を成形する場合でも、肉厚が不均一になることを迎えて
成形することができる。

また、型締め前の段階で、クランプの一部若しくは全部
を取り外し、そして、型締め時、上下型によりシート状
素材の周縁付近の全周を上下型でシールして、真空引き
することから、従来のように、成形中にシート状素材の
全周をクランプで挟持していなくとも良く、同一形状の
成形品を成形する場合に、従来の方法よりシート状素材
の外形形状を小さくすることができて、製品とならな
い、成形後にトリミングする部位、を少なくでき、材料
の歩留りを向上させることができる。

さらに、シート状素材として、裏面側にフオーム層を有
するものを使用しても、成形する交差凹部では、フオー
ム層が復元しないように積極的につぶされて成形され
る。そのため、離型後、フオーム層のスプリングバツク
が生じても、交差凹部Ｙでは、フォーム層のスプリング
バツクが無く、表面側へ肉厚を厚くするように復元しな
いことから、シワが発生せず、外観低下を招かない。

また、本発明に係る真空成形型では、真空成形型におけ
る真空引きするための通気孔を備えた上型若しくは下型
に、前述の真空成形方法の型締め時、シート状素材を挟
持する部位において、通気孔を塞いだシール面が形成さ
れていることから、型締め後の真空引きの際、エア漏れ
が生ずることなく、シート状素材を、通気孔を備えた上
型若しくは下型の型面に吸着させて、所定形状に賦形さ
せることができる。

したがつて、本発明に係る真空成形方法では、横壁部と
横壁部周縁から延びる縦壁部とを備えるとともに、横壁
部と縦壁部との交差部位における断面凹状となる交差凹
部を備えた形状の成形品を、裏面側にフオーム層を有す
るシート状素材を使用して、真空成形で成形する場合、
材料のシート状素材の歩留りを良好にでき、また、肉厚
を均一にできるとともに、交差凹部におけるシワの発生
を防止して外観を向上させて成形することができる。ま
た、本発明に係る真空成形型では、既述の真空成形方法
を行なう際に、エア漏れを生じさせることなく、所定形
状にシート状素材を成形することができる。

＜実施例＞ 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

実施例で真空成形する成形品６は、第７・14図に示すよ
うに、横壁部７と横壁部７周縁から延びる縦壁部８とを
備えるとともに、横壁部７と縦壁部８との交差部位にお
ける断面凹状となる交差凹部Ｙを備えるような底の深い
箱形状として、自動車の内装品におけるインストルメン
トパネルの表皮部を構成するものである。また、この成
形品６は、第１・３図に示すように、裏面側にPP（ポリ
プロピレン）フオーム層15bを備えて、そのフオーム層1
5b表面に軟質PVC（塩化ビニル）の表皮層15cが配設され
たシート状素材15から、成形されている。

さらに、実施例の成形品６は、縦壁部８の対向する部位
において、横壁部７から延びる高さの長い部位8aと短い
部位8bとを備えている。短い部位8bには、アンダカツト
部8cが形成されている。また、横壁部７には、上段部7a
と下段部7bとが形成され、各段部7a・7bには、後述する
スタンピング成形後にカツトされる凹部7cが形成されて
いる。

成形品６を成形する真空成形型11は、第１・２図に示す
ように、多数の通気孔を備えたポーラスなセラミツク型
や電鋳型等の上型12と、合成樹脂やアルミニウム等から
形成されるアシストプラグ型の下型13と、から構成され
ている。

上型12は、シート状素材15の表皮層15c表面にシボ模様
を形成して所定形状に賦形可能なキヤビテイ用型面12a
を備え、キヤビテイ用型面12aの周囲には、型締め時、
シート状素材15を下型13とで挟持した際、シート状素材
15に対するシールを行なうため、シリコンシーラントを
塗布されてなるシール面12bが形成されている。また、
上型12の周囲には、気密性を有するカバー体12cが配設
され、上型12の上部には、図示しない吸引手段が連結さ
れている。

下型13は、シート状素材15を上型12のキヤビテイ用型面
12aに押し付けることができるように、所定のキヤビテ
イ用型面13aを備え、このキヤビテイ用型面13aの周囲に
は、型締め時に上型12のシール面12bとでシート状素材1
5の周縁を挟持できるように、挟持面13bが形成されてい
る。また、キヤビテイ用型面13aには、成形品６におけ
るアンダカツト部8cの成形と離型とを考慮して、凹部13
dが形成され、この凹部13dには、シート状素材15を上型
12のキヤビテイ用型面12aにエア圧により押し付けるこ
とができように、図示しない加圧手段に連結される通気
孔13cが形成されている。

また、真空成形型11のキヤビテイ11aの設計において
は、成形品６の凸部Ｘ付近では、スプリングバツクが生
じても、凸部Ｘ先端は、表面側が引張られており、シワ
が生じるように復元しないこととなるから、その分を見
込んでキヤビテイ11aを設計しておく（第11・14図参
照）。

一方、成形品６の交差凹部Ｙでは、何等対策を講じない
と、シート状素材15の表面側が裏面側より圧縮される態
様となり、成形後にPPフオーム層15bが表面側へ肉厚を
厚くするようにスプリングバツクして、シワが生じてし
まう。そのため、シワが生じないように、すなわち、成
形する交差凹部Ｙのフオーム層15bが成形後に復元しな
いように、型締め時に、成形する交差凹部ＹのPPフオー
ム層15bをつぶせるように、キヤビテイ11aを設計してお
く（第12・14図参照）。

つぎにこの真空成形型11を使用して成形品６を成形する
工程を述べる。

準備工程 まず、成形品６に対応した、第13図に示すような平面形
状のシート状素材15を準備し、その周縁のＡ〜Ｆ部位を
クランプ14で挟持する（第３図参照）。

なお、シート状素材15は、押出成形により形成されたシ
ート材を所定形状にカツトして準備する。また、この
時、予め、成形品６において、大きく上方へ突出すると
ともに凹むように成形されることとなる、横壁部７にお
ける上段部7aの凹部7cを形成する部位に、スリツト15a
（第２・13図参照）を形成し、後述の型締め時のシート
状素材15の伸びを一層低減するようにしても良い。さら
に、クランプ14は、シート状素材15の周縁における所定
部位の複数箇所を挟持できるとともに、部分的に挟持を
解除でき、また、その挟持部位を移動できるように構成
されている。

軟化工程 そして、クランプ14で挟持した状態で、シート状素材15
を、セラミツクヒータ16により、160〜210度に加熱して
軟化させる（第４図参照）。

この時、従来のシート状素材５の全周をクランプ４によ
り挟持する場合と相違して、シート状素材15の周縁を部
分的にクランプ14により挟持するため、シート状素材15
の加熱収縮時、周縁を挟持されていない部位の材料が移
動し、押出成形時に生じていたシート状素材15の歪を除
去することができる。

セツト工程 その後、シート状素材15を挟持していたクランプ14にお
いて、Ａ〜Ｃ部位の挟持を解除し、Ｄ・Ｅ部位を挟持し
ていたクランプを第13図中右方へずらすとともに、Ｆ部
位を挟持してクランプを第13図中左方へずらし、軟化さ
せたシート状素材15を、PPフオーム層15b側の下方側と
して、下型13上に配置させる（第５図参照）。

この時、クランプ14で挟持されない部位を設けてシート
状素材15を下型13上に配置させることから、その配置時
に、シート状素材15が伸びようとしても、周縁を挟持さ
れていない部位の材料がその伸びようとする部位にずれ
て補充される態様となつて、肉厚の変化を抑えることが
できる。

なお、シート状素材15の周縁をクランプ14により部分的
に挟持している位置は、下型13上に配置させる際、シー
ト状素材15にシワを生じさせないようにするための位置
であり、成形品の形状に応じて適宜設定する。また、シ
ート状素材を下型上に配置させる際、シワが生じ難い形
状の成形品を成形する場合には、シート状素材の周縁を
挟持していたクランプを全て取り外しても良い。

型締め工程 そして、真空成形型11を型締めして、成形する交差凹部
ＹのPPフオーム層15bをつぶすとともに、上型12のシー
ル面12bと下型13の挟持面13bとでシート状素材15の周縁
付近の全周を挟持してシールする（第６図参照）。ま
た、型締めしたならば、シート状素材15の周縁が上下型
12・13により挟持されてシート状素材15の位置が固定さ
れるため、型締め前に挟持していたクランプ14の残りを
取り外す。

なお、この型締めは、成形する交差凹部Ｙを除く部位の
PPフオーム層15bがつぶれない圧力で、行なう。

そして、この型締め当初においても、クランプ14で挟持
されない部位を設けていることから、シート状素材15が
伸びようとしても、周縁を挟持されていない部位の材料
がその伸びようとする部位にずれて補充される態様とな
つて、肉厚の変化を抑えることができ、シート状素材15
の肉厚が不均一となることを極力抑えることができる。

賦形工程 その後、図示しない加圧手段と吸引手段とを作動させて
真空引きし、シート状素材15を上型12のキヤビテイ用型
面12aに押し付け、表面にシボ模様を形成してシート状
素材15を所定形状に賦形させ、その後、冷却する（第１
・２図参照）。

この時、上型12のキヤビテイ用型面12a周囲のシート状
素材15を挟持する部位において、真空引き時にエアを吸
引するための通気孔を塞ぐように、シール面12bが形成
されているため、挟持部位周縁からエアが漏れることを
防止でき、支障なく成形することができる。

離型工程 成形品６を真空成形したならば、型開きして、上型12か
ら成形品６を取り外し、不要な周縁をトリミングして製
品とする（第７図参照）。

そして、トリミング時には、従来と相違して、型締めし
て真空引きする際にシート状素材15の全周を真空成形型
11の周囲に配置されるクランプ14に挟持させなくとも、
真空成形型11の内部に周縁を配置させる形状でシート状
素材15を形成できて、従来のシート状素材５より外形形
状を小さくすることができ、製品とならない、トリミン
グする部位α・β、を少なくすることができて、材料の
歩留りを向上させることができる。

また、シート状素材15として、裏面側にPPフオーム層15
bを有するものを使用しても、成形する交差凹部Ｙで
は、PPフオーム層15bが復元しないように積極的につぶ
されて成形される。そのため、離型後、PPフオーム層15
bのスプリングバツクが生じても、交差凹部Ｙでは、PP
フオーム層15bがつぶされてスプリングバツクを生じさ
せず、表面側へ肉厚を厚くすように復元しないことか
ら、シワが発生せず、成形品６の外観低下を招かない。

以上のように、実施例による真空成形方法及びその成形
に使用する真空成形型11は、既述の作用・効果の欄で述
べたと同様な効果を奏する。

さらに、従来の真空成形方法では、型締め前後におい
て、シート状素材５の周縁全周をクランプ４に挟持させ
る態様であり、真空成形型１からシート状素材５の周縁
全周を飛び出させ、そして、上型２の周縁のカバー体2c
で成形時にエア漏れが生じないように構成しており、上
下型２・３が大型化していた。

これに対し、実施例の真空成形方法では、型締め終了時
に、真空成形型11の上下型12・13におけるキヤビテイ用
型面12a・13aの周囲のシール面12bと挟持面13bとでシー
ト状素材15の周縁付近の全周を挟持するものであり、キ
ヤビテイ用型面12a・13aとその周縁のシール面12b・13b
とを配設できる範囲内でそれぞれ上下型12・13を形成す
れば良く、使用する真空成形型11を従来のものより小型
化することができる。

さらにまた、縦壁部８の長い部位8aと短い部位8bとを備
える成形品６を真空成形する場合、従来の真空成形方法
では、型締め前後において、シート状素材５の周縁全周
をクランプ４に挟持させる態様であり、シート状素材５
における短い部位8bとなる箇所が長い部位8aとなる箇所
と略同程度に深く絞られることとなる。

しかし、実施例の真空成形方法では、シート状素材15に
おける短い部位8bとなる箇所の周縁を上下型12・13で挟
持して、浅い絞りで成形でき、特に、実施例で成形する
ような縦壁部８の長い部位8aと短い部位8bとを備える成
形品６を真空成形する場合に、その成形品６の肉厚の均
一化を効果的に図ることができる。

なお、実施例に使用する真空成形型11では、真空引きす
る上型12がメス型となるものを示したが、成形品の内周
面にシボ模様等を形成して成形するような場合には、真
空引きする上型をオス型とし、軟化したシート状素材を
配置させる下型をメス型としても良い。

また、この成形品６を使用して、インストルメントパネ
ル26（第10・15図参照）を製造する工程を説明すると、
つぎのようである。

まず、第８図に示すように、トリミングした成形品、す
なわち、インストルメントパネル26の表皮部６を、上型
22と下型23とからなるスタンピング成形型21の上型22に
セツトする。なお、この上型22は、下型23に対して上下
動するとともに、表皮部６をセツトし易いように、約90
度回動可能に構成され、表皮部６のセツト時には、上型
22を下方へ回動させておく。そして、上型22に表皮部６
をセツトした後、下型23と対向するように、上型22を上
方へ回動させる。

その後、第８図に示すように、下型23上に、インストル
メントパネル26の基材27を形成する溶融したPPからなる
成形材料Ｍを、押出ヘツド28のダイス29から所定量流出
させる。

そして、第９図に示すように、型締めしてスタンピング
成形する。この時、溶融していた成形材料Ｍの熱で表皮
部６におけるPPフオーム層15bの一部が成形材料Ｍと融
合し、接着剤を利用しなくとも表皮部６と基材27とが接
合されることとなる。

なお、型締め時、表皮部６がずれる虞れのある箇所で
は、表皮部６に孔6aを設け、上下型22・23の所定位置
に、孔6aに嵌合させて表皮部６を引掛けるピン22a等を
立てて、表皮部６がずれることを防止することが望まし
い（第８・９・14図参照）。

その後、基材27が硬化したならば、第10図に示すよう
に、上型22のスライドコア24を移動させつつ型開きさせ
て成形品を取り出し、周縁をトリミングしたり、表皮部
６を巻き込ませたりして、端末処理を行なうとともに、
表皮部６の凹部7cの部位をカツトすれば、所定のインス
トルメントパネル26を得ることができる。

そして、このようにスタンピング成形する場合には、下
型23上に溶融した成形材料Ｍを流出させ、その状態で型
締めして成形することから、予め別途基材27を所定形状
に成形して準備する必要が無く、また、接着剤を利用す
ることなく基材27と表皮部６とを接合させることがで
き、表皮部６と基材27との２層からなる成形品26を手間
なく製造することができる。ちなみに、従来のスタンピ
ング成形で２層からなる成形品26を製造する場合には、
表皮部６と基材27とを予め別々に所定形状に成形して準
備しておき、接着剤を使用してスタンピング成形時に表
皮部６と基材27とを接合させて製造しており、大変手間
がかかつていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す成形時（賦形工
程）の成形型の縦断面図、 第２図は、同実施例に使用する成形型の縦断面図であ
り、第１図に示す面と直交する方向での断面図、 第３図は、同実施例の準備工程を示す図、 第４図は、同実施例の軟化工程を示す図、 第５図は、同実施例のセツト工程を示す図、 第６図は、同実施例の型締め工程を示す図、 第７図は、同実施例の離型工程を示す図、 第８図は、同実施例の後工程で行なうスタンピング成形
の型開き時を示す成形型の断面図、 第９図は、スタンピング成形時を示す断面図、 第10図は、スタンピング成形終了後の離型時を示す図、 第11図は、同実施例の真空成形時において、成形品の凸
部付近のスプリングバツク対策を説明する図、 第12図は、同実施例の真空成形時において、成形品の凹
部付近のスプリングバツク対策を説明する図、 第13図は、同実施例に使用するシート状素材を示す平面
図、 第14図は、同実施例で成形する成形品を示す斜視図、 第15図は、同実施例の後工程でスタンピング成形する成
形品を示す斜視図、 第16図は、従来の真空成形時を示す断面図である。 ６……成形品、 ７……横壁部、 ８……縦壁部、 11……真空成形型、 12……上型、 12b……シール面、 13……下型、 14……クランプ、 15……シート状素材、 15b……フオーム層、 Ｙ……交差凹部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 光 愛知県西春日井郡春日村大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】横壁部と該横壁部周縁に形成された縦壁部
   とを備えるとともに、前記横壁部と前記縦壁部との交差
   部位における断面凹状となる交差凹部を備えた形状の合
   成樹脂製の成形品を、裏面側にフオーム層を有するシー
   ト状素材を軟化させて真空成形により成形する方法であ
   つて、 周縁をクランプで挟持した状態で前記シート状素材を加
   熱して軟化させる軟化工程と、 前記シート状素材の周縁を挟持していた前記クランプの
   一部若しくは全部を前記シート状素材から取り外し、軟
   化させた前記シート状素材を、前記フオーム層側を下方
   側として、上型と下型とからなる真空成形型の前記下型
   上に配置させるセツト工程と、 前記真空成形型を型締めして、前記シート状素材におけ
   る前記交差凹部を形成する部位の前記フオーム層を復元
   しないようにつぶすとともに、前記上下型により前記シ
   ート状素材の周縁付近の全周を挟持してシールする型締
   め工程と、 真空引きして、前記シート状素材を所定形状に賦形する
   賦形工程と、 を備えていることを特徴とする真空成形方法。
2. 【請求項２】前記真空成形型における真空引きするため
   の通気孔を備えた前記上型若しくは下型には、型締め時
   に前記シート状素材を挟持する部位において、前記通気
   孔を塞いだシール面が形成されている構成よりなる、請
   求項１に記載した真空成形に使用する真空成形型。