JP2023160366A - 内装材の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熟練したスキルを要する発泡成形後の貼り込み代の巻き込み固定作業をなくし、また基材等を発泡型にセットする作業の作業性を向上させることが可能な内装材の製造方法及びこれに用いられる製造装置を提供する。【解決手段】本発明の内装材の製造方法は、ウレタン注入口を備えた基材の表面に縫製表皮を被せて周囲を仮止めする第１工程と、ウレタン注入口を備えた上型１７と、吸引手段を備えた下型１８とからなる発泡型１６の内部に、縫製表皮１１を仮止めした基材１０を縫製表皮を下向きとしてセットする第２工程と、上型を閉じた後に下型内の空気を吸引して縫製表皮を下型の内表面に密着させる第３工程と、上型と基材に形成されたウレタン注入口１９から、ウレタン原液を基材と縫製表皮との間に注入する第４工程と、熱処理してウレタン原液を発泡させウレタン発泡層を形成する第５工程とからなる。【選択図】図８

Description

本発明は、基材と縫製表皮との間にウレタン発泡層が形成された内装材の製造方法及び製造装置に関するものである。

自動車にはコンソールリッドやアームレストなどの多くの内装材が使用されており、その多くは樹脂製の基材の表面を外観に優れた縫製表皮により覆うとともに、基材と縫製表皮との間にウレタン発泡層を形成した構造である。

図１は従来の代表的な自動車用内装材の製造工程を示す説明図である。（Ａ）に示すような、上型１と下型２とからなる発泡型を用いる。まず（Ｂ）のように上型１を開き、（Ｃ）のように上型１に基材３をセットし、下型２に縫製表皮４をセットする。次に（Ｄ）のように下型２内の縫製表皮４の上面にウレタン原液５を注入し、（Ｅ）のように上型１を閉じたうえで加熱して発泡成形し、その後に（Ｆ)、（Ｇ）のように上型１を開いて成形品を取り出す。

取り出された成形品は、基材３と縫製表皮４との間にウレタン発泡層６が形成されたものであるが、図２に示すように、縫製表皮４の外周端部は後加工部分となる貼り込み代７となって基材３から突出している。このため成形品を取り出した後に、手作業により貼り込み代７を内側に巻き込んだうえ、接着剤やタッカーなどを用いて基材３に固定する必要があった。特許文献１にも、上記した内容と同様の車両用内装材の製造方法が記載されている。

しかし、このように貼り込み代７を基材３の外周全体にわたり接着剤やタッカーなどを利用して巻き込み固定する作業は、縫製表皮４にシワを発生させ易いため、習熟したスキルが必要であった。接着剤の場合には硬化に時間を要し、タッカー止めの場合には基材の裏面からタッカーを打つので、打ち方を間違えるとタッカーの先端が基材の表面側に飛び出す危険があった。また、上型１と下型２に基材３と縫製表皮４を別々にセットする必要があり、量産時の作業性が悪いという問題もあった。

特許第５５９５８６６号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、熟練したスキルを要する発泡成形後の貼り込み代の巻き込み固定作業をなくし、また基材等を発泡型にセットする作業の作業性を向上させることが可能な内装材の製造方法及びこれに用いられる製造装置を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明の内装材の製造方法は、基材と縫製表皮との間にウレタン発泡層が形成された内装材の製造方法であって、ウレタン注入口を備えた基材の表面に縫製表皮を被せて周囲を仮止めする第１工程と、ウレタン注入口を備えた上型と、吸引手段を備えた下型とからなる発泡型の内部に、縫製表皮を仮止めした基材を縫製表皮を下向きとしてセットする第２工程と、上型を閉じた後に下型内の空気を吸引して縫製表皮を下型の内表面に密着させる第３工程と、上型と基材に形成されたウレタン注入口から、ウレタン原液を基材と縫製表皮との間に注入する第４工程と、熱処理してウレタン原液を発泡させウレタン発泡層を形成する第５工程とを備えたことを特徴とするものである。

なお第４工程において、下型の上端部からも空気を吸引することにより、ウレタン原液を基材の端部まで到達させることができる。

また上記の課題を解決するためになされた本発明の内装材の製造装置は、ウレタン注入口を備えた上型と吸引手段を備えた下型とからなる多数の発泡型を、キュアオーブンを通過する循環経路に沿って循環させる循環装置上に、下型に形成された吸引手段を作動させる作動ユニットを特定区間にわたり発泡型に追従して走行可能に配置するとともに、前記特定区間には上型に形成されたウレタン注入口からウレタン原液を注入する注入ロボットを配置したことを特徴とするものである。

なお、吸引手段は吸引ボックスとエジェクタとからなり、作動ユニットはエジェクタに圧縮空気を供給する機能を備えたものとすることが好ましい。

本発明の内装材の製造方法によれば、予め基材の表面に縫製表皮を被せて周囲を仮止めしたものを下型内にセットすればよいため、従来に比較してセットのための時間を短縮することができ、量産時の作業性が向上する。また縫製表皮の周囲は予め仮止めされており、上型で押し潰された状態で発泡成形が行われるので、熟練したスキルを要する発泡成形後の貼り込み代の巻き込み固定作業は不要となる。なお第４工程において、下型の上端部からも空気を吸引すればウレタン原液を基材の端部まで到達させることができるとともに、エアートラップ等の空洞の発生をより確実に防止することができる。

また本発明の内装材の製造装置を用いれば、キュアオーブンを通過する循環経路を用いて本発明の内装材の製造方法を作業効率よく実施することができ、量産時の作業性、生産性を高めることができる。

従来の内装材の製造方法を示す工程説明図である。 従来の内装材の製造方法における貼り込み代の巻き込み固定作業を示す説明図である。 本発明の製造方法により製造された内装材を示す断面図である。 本発明の第１工程の説明図である。 本発明で用いる発泡型の断面図である。 本発明の第２工程の説明図である。 本発明の第３工程の説明図である。 本発明の第３工程の説明図である。 本発明の第４工程の説明図である。 本発明の第４工程の説明図である。 本発明の第５工程の説明図である。 成形品の取り出し工程の説明図である。 他の実施形態を示す断面図である。 実施形態の製造装置を示す平面図である。

以下に本発明の実施形態を説明する。
先ず、本発明の製造方法により製造された内装材の形状を図３に示す。１０は基材、１１は縫製表皮、１２はそれらの間にあるウレタン発泡層である。図２に示した従来品との相違点は、基材１０にウレタン注入口１３が形成されていることと、縫製表皮１１の外周端部１４が押し潰された状態にあることである。この点については後述する。なおこの実施形態ではウレタン注入口１３は基材１０の中央に形成されているが、その個数や位置は適宜変更することができる。以下に本発明の製造方法を工程順に説明する。

最初の第１工程では図４に示すように、ウレタン注入口１３を備えた基材１０の表面に、縫製表皮１１を被せてその外周端部１４をタッカーで仮止めする。このとき縫製表皮１１にある程度のテンションを加えながら基材１０の周囲に巻き込んで仮止めするため、縫製表皮１１は突っ張った状態にある。従ってこの状態では図３に示した完成品よりも、基材１０と縫製表皮１１との間隔は狭くなっている。

図５は、本発明で用いる発泡型１６を示す。この発泡型１６は上型１７と下型１８とからなるもので、上型１７には基材１０のウレタン注入口１３に対応させてウレタン注入口１９が形成されている。下型１８の底面には、複数の吸引孔２０が形成されている。下型１８の下側には後述する吸引手段２１が設けられている。

次の第２工程では、図６に示すように上型１７を開き、第１工程において縫製表皮１１を仮止めした基材１０を、縫製表皮１１を下向きとして発泡型１６の内部にセットする。従来のように基材と縫製表皮を別々に金型にセットする必要はないため、発泡型１６の内部へのセット作業は迅速に行うことができる。基材１０の外周部は下型１８のキャビティ上部に保持される。

次の第３工程では、図７のように上型１７を閉じる。このとき縫製表皮１１の外周端部１４は上型１７により押し潰された状態となる。この段階では、前記したように基材１０と縫製表皮１１との間隔は狭くなっている。そこで図８のように、下型１８の下面の吸引手段２１を作動させる。吸引手段２１は、吸引ボックス２２とこれに接続されたエジェクタ２３とを備えたもので、作動ユニット２４によりエジェクタ２３に圧縮空気を供給することによってエジェクタ２３が吸引ボックス２２の内部を減圧する構造である。なお吸引ユニット２１には前後２つの逆止弁２５が設けられている。

作動ユニット２４をエジェクタ２３に接続して吸引手段２１を作動させると、下型１８の吸引孔２０を通じて下型１８の内部の空気が減圧され、発泡型１６の内部にセットされている仮止め品の縫製表皮１１が下方に吸引される。これにより縫製表皮１１は下型１８のキャビティ内面に密着し、基材１０と縫製表皮１１との間隔が拡大される。

次の第４工程では、図９に示すように上型１７に形成されたウレタン注入口１９と基材１０に形成されたウレタン注入口１３を通じて、ウレタン原液２６を基材１０と縫製表皮１４との間に注入する。所定量のウレタン原液２６が注入されたら、図１０のようにウレタン注入口１９を蓋２７によって閉じる。その後も吸引手段２１による吸引は継続され、ウレタン原液２６は基材１０と縫製表皮１４との間の空間の隅々まで到達する。

その後、図１１に示すように作動ユニット２４は吸引手段２１から離れるが、吸引ユニット２１には２つの逆止弁２５が設けられているため、発泡型１６の内部の減圧状態は維持される。

その後、第５工程においてキュアオーブン内に発泡型１６を移動させて加熱し、ウレタン原液２６を発泡させる。その結果、基材１０と縫製表皮１４との間にウレタン発泡層１２が形成された製品（内装品）が得られる。キュアオーブンを通過した発泡型１６は図１２のように開かれ、製品が取り出される。

このように本発明の製法によれば、縫製表皮１１の外周端部１４は上型１７により押し潰された状態のままキュアオーブンを通過して熱処理されるため、従来のような発泡成形後の後処理による外周端部１４の巻き込み作業は不要となる。また、下型１８の内部の空気を減圧し、縫製表皮１１を下型１８のキャビティ内面に密着させた状態でウレタン原液２６を注入するので、ウレタン原液２６は隅々まで行きわたり、エアートラップ等の空洞部を発生させることがない。さらに基材１０と縫製表皮１４を予め仮止めした状態で発泡型１６の内部にセットすればよいため、生産性が向上する。

以上に説明した実施形態では、下型１８の底面に形成された複数の吸引孔２０を通じて発泡型１６の内部を減圧したが、図１３に示すように下型１８の底面のほかに、下型１８の上端部からも空気を吸引することもできる。このように下型１８の上端部から吸引を行えば、ウレタン原液２６を基材１０の端部まで到達させ易くなる。ただし上型１７と下型１８の合わせ面にまでウレタン原液２６が進入するとバリとなり、取り除くための後加工が必要となるから、吸引の程度を制御する必要がある。

次に本発明の内装材の製造装置を説明する。図１４は実施形態の製造装置を示す平面図である。３０はキュアオーブンであり、その内部を通過するコンベアからなる循環経路３１が形成されている。循環経路３１に沿って、脱型ステーション３２、離型剤塗布ステーション３３、型セットポジション３４、ウレタン注入ゾーン３５が設けられている。循環経路３１は一定のタクトタイムで発泡型１６を間欠的に、あるいは連続的に移動させる。

脱型ステーション３２はキュアオーブン３０を通過した発泡型１６を開いて製品を取り出すステーションであり、離型剤塗布ステーション３３は製品が取り出された上型１７と下型１８に離型剤を塗布するステーションである。型セットポジション３４では縫製表皮１１を仮止めした基材１０が、発泡型１６の内部にセットされる。

ウレタン注入ゾーン３５には、下型１８に形成された吸引手段２１を作動させる作動ユニット２４が、特定区間にわたり発泡型１６に追従して走行可能に配置されている。作動ユニット２４は発泡型１６に追従しながら吸引手段２１のエジェクタ２３に圧縮空気を供給し、上記したように発泡型１６の内部を減圧する機能を発揮する。追従区間の終端に達した作動ユニット２４は早戻りし、次の発泡型１６への追従を開始する。

またこのウレタン注入ゾーン３５には、ウレタン注入口からウレタン原液２６を注入する注入ロボット３６が配置されている。この注入ロボット３６も移動する発泡型１６に追従しつつ、ウレタン原液２６の注入を行う。ただし間欠停止の時間が長く注入時間を確保できる場合には、必ずしも注入ロボット３６を追従移動させる必要はない。

図１４に示した製造装置によれば、前述した製造方法を作業効率よく実施することができ、量産時の作業性、生産性を高めることができる。

１ 上型（先行技術）
２ 下型
３ 基材
４ 縫製表皮
５ ウレタン原液
６ ウレタン発泡層
７ 貼り込み代
１０ 基材（本発明）
１１ 縫製表皮
１２ ウレタン注入口
１４ 縫製表皮の外周端部
１６ 発泡型
１７ 上型
１８ 下型
１９ ウレタン注入口
２０ 吸引孔
２１ 吸引手段
２２ 吸引ボックス
２３ エジェクタ
２４ 作動ユニット
２５ 逆止弁
２６ ウレタン原液
２７ 蓋
３０ キュアオーブン
３１ 循環経路
３２ 脱型ステーション
３３ 離型剤塗布ステーション
３４ 型セットポジション
３５ ウレタン注入ゾーン
３６ 注入ロボット

Claims (4)

1. 基材と縫製表皮との間にウレタン発泡層が形成された内装材の製造方法であって、
   ウレタン注入口を備えた基材の表面に縫製表皮を被せて周囲を仮止めする第１工程と、
   ウレタン注入口を備えた上型と、吸引手段を備えた下型とからなる発泡型の内部に、縫製表皮を仮止めした基材を縫製表皮を下向きとしてセットする第２工程と、
   上型を閉じた後に下型内の空気を吸引して縫製表皮を下型の内表面に密着させる第３工程と、
   上型と基材に形成されたウレタン注入口から、ウレタン原液を基材と縫製表皮との間に注入する第４工程と、
   熱処理してウレタン原液を発泡させウレタン発泡層を形成する第５工程とを備えたことを特徴とする内装材の製造方法。
2. 第４工程において、下型の上端部からも空気を吸引することにより、ウレタン原液を基材の端部まで到達させることを特徴とする請求項１に記載の内装材の製造方法。
3. ウレタン注入口を備えた上型と吸引手段を備えた下型とからなる多数の発泡型を、キュアオーブンを通過する循環経路に沿って循環させる循環装置上に、下型に形成された吸引手段を作動させる作動ユニットを特定区間にわたり発泡型に追従して走行可能に配置するとともに、前記特定区間には上型に形成されたウレタン注入口からウレタン原液を注入する注入ロボットを配置したことを特徴とする内装材の製造装置。
4. 吸引手段は吸引ボックスとエジェクタとからなり、作動ユニットはエジェクタに圧縮空気を供給する機能を備えたものであることを特徴とする請求項３に記載の内装材の製造装置。