层叠工件成型方法及其装置与流程

1.本发明涉及一种层叠工件成型方法及其装置。


背景技术：

2.以往，已知一种层叠工件成型装置，其使用吸附保持工件主体的第一模具，对由工件主体和层叠于工件主体的片材构成的层叠工件进行成型(例如，参照日本特开平7-24909号公报)。
3.在日本特开平7-24909号公报的内容中，利用遮挡件来封闭形成于工件主体的中央部的避让凹部以避免片材被拉入避让凹部而破损。
4.此外，还已知有如下装置：若设置覆盖避让凹部的遮挡件，则工件主体的布局自由度受到限制，因此，设置了位于形成于工件主体的中央部的避让凹部来将片材向离开工件主体的方向吸引的吸引装置(例如，参照日本特开2000-218688号公报)。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开平7-24909号公报
8.专利文献2：日本特开2000-218688号公报


技术实现要素：

9.发明所要解决的课题
10.关于日本特开平7-24909号公报的层叠工件成型装置，在使用在内表面具有能够转印到片材的表面的图案的第二模具的情况下，在利用第二模具吸附片材并转印图案之后，使得吸附工件主体的第一模具与第二模具重合，在将片材贴附于工件主体时，为了使片材容易从第二模具剥离，考虑使空气等流体从第二模具喷出。
11.在该情况下，不能像日本特开平7-24909号公报那样以位于工件主体的中央部的避让凹部的方式设置将片材向离开工件主体的方向吸引的吸引装置。因此，为了提高工件主体的布局自由度，考虑在避让凹部配置型芯。
12.此外，考虑在不对工件主体的布局自由度造成影响的工件主体的周缘设置遮挡装置，防止片材在工件主体的周缘粘贴于不贴附片材的部位。
13.然而，若在工件主体的周缘设置遮挡装置，则片材由配置于遮挡装置的外侧的夹具把持，因此需要准备与遮挡装置相应的较大的片材，存在不能抑制层叠工件的制造成本的问题。
14.此外，遮挡装置的结构复杂，且需要将遮挡装置设置于多个部位，不能抑制模具制造成本，此外，遮挡装置的维护也花费工夫，维护性低。
15.本发明鉴于以上问题，其目的在于提供一种能够抑制层叠工件和模具的制造成本且提高维护性的层叠工件成型方法和层叠工件成型装置。
16.用于解决课题的手段
17.[1]为了达到上述目的，本发明的层叠工件成型方法使用层叠工件成型装置(例如实施方式的层叠工件成型装置1。以下相同。)，将片材粘接于工件主体来成型出层叠工件(例如，实施方式的层叠工件40。以下相同。)，
[0018]
该层叠工件成型装置具备：
[0019]
第一模具(例如实施方式的第一模具20。以下相同。)，其吸附保持所述工件主体(例如实施方式的工件主体42。以下相同。)；以及
[0020]
第二模具(例如实施方式的第二模具30。以下相同。)，其在内表面具有能够转印到层叠于所述工件主体的所述片材(例如实施方式的片材44。以下相同。)的表面的图案，且该第二模具将所述片材按压至所述工件主体，
[0021]
所述层叠工件成型方法的特征在于，
[0022]
具有转印工序(例如实施方式的转印工序。以下相同。)，在该转印工序中，使所述片材贴附于所述第二模具而将所述图案转印至所述片材，
[0023]
在所述第一模具上设置有以在与所述工件主体接触的部分开口的方式贯通的吸引孔(例如实施方式的吸引孔22。以下相同。)，
[0024]
所述吸引孔与吸引所述工件主体的吸附用吸引装置(例如实施方式的第二吸引装置52。以下相同。)连接，
[0025]
在利用该吸附用吸引装置进行吸引前或在吸引过程中，在所述片材的非粘接区域中开孔，减弱所述吸附用吸引装置所进行的吸引，以避免所述片材贴附于所述工件主体的粘接区域以外的所述非粘接区域。
[0026]
根据本发明，无需设置遮挡装置，就能够在片材的不希望进行片材粘接的基材部开孔，能够隔着产品内板部的片材使第一模具侧和第二模具侧的真空度相同，能够阻止由第一模具真空引起片材与工件主体的非粘接区域的接触。
[0027]
[2]此外，在本发明中优选为，在加热所述片材之后，在所述片材的所述非接触区域中开孔。根据本发明，能够容易地在片材上开孔。
[0028]
[3]此外，本发明的层叠工件成型装置具备：
[0029]
第一模具，其吸附保持工件主体；以及
[0030]
第二模具，其在内表面具有能够向层叠于所述工件主体的片材的表面上转印图案的图案，且该第二模具将所述片材按压至所述工件主体，
[0031]
所述层叠工件成型装置的特征在于，
[0032]
在所述第一模具设置有用于吸附所述工件主体的吸引孔，
[0033]
所述吸引孔与吸附用吸引装置连接，
[0034]
所述第二模具具备孔成型单元(例如实施方式的贯通孔32和第一吸引装置51、或设置于实施方式的第一模具或第二模具上的凸部。以下相同。)，该孔成型单元在所述吸附用吸引装置进行吸引前或在吸引过程中，在所述片材的非粘接区域(例如实施方式的非粘接区域。以下相同。)开孔，成型出减弱所述吸附用吸引装置所进行的吸引的孔。
[0035]
根据本发明，能够提供一种层叠工件成型装置，其无需新增以往的挡板那样的非常复杂且昂贵的机构，而能够通过利用孔成型单元在片材的不层叠的部分成型出孔，来防止片材附着在工件主体的非粘接区域。
[0036]
[4]此外，在本发明中优选为，所述孔成型单元具备：贯通孔，其设置于所述第二模
具的内表面上的所述非粘接区域中；以及孔形成用吸引装置(例如实施方式的第一吸引装置51。以下相同。)，其从所述贯通孔吸引所述片材，在所述片材的所述非粘接区域中开孔。
[0037]
根据该结构，例如，与利用设置于第一模具或第二模具的凸部等在片材上开孔的情况相比，能够容易且可靠地在片材上开孔，能够防止在非粘接区域中片材附着于工件主体。
[0038]
[5]此外，在本发明中优选为，所述孔形成用吸引装置是所述吸附用吸引装置，使用所述吸附用吸引装置经由所述贯通孔来吸引所述片材，在所述片材的所述非粘接区域中开孔。
[0039]
根据该结构，不需要设置孔成型单元专用的吸引装置，能够使用图案转印用的原有的吸引装置，例如与转印工序同时地在片材上开孔。因此，能够实现层叠工件成型装置的小型化、低成本化，并且通过与转印工序同时形成孔，还能够实现制造工序的简化。
[0040]
[6]此外，在本发明中可以构成为，所述第二模具具备朝向所述第一模具开口的凹部，所述凹部的开口被板覆盖，在所述板贯穿设置有吸附所述片材的多个吸附用孔。根据本发明，能够使片材牢固地吸附于板而比较容易在片材上开设孔。
[0041]
[7]此外，在本发明中优选为，在加热所述片材之后开设所述孔。根据该结构，能够使片材柔软而容易在片材上开孔。
[0042]
[8]此外，在本发明中，也可以设置有隔离部，该隔离部在所述非接触区域中对加热后的所述片材进行支承使其从所述工件主体分离。根据该结构，能够在非接触区域中利用隔离部阻止片材与工件主体接触，因此能够在片材上开孔之前阻止片材与工件主体接触。
附图说明
[0043]
图1是示意性地示出本发明的层叠工件成型装置的实施方式的说明图。
[0044]
图2是示出本实施方式的第一模具和工件主体的说明图。
[0045]
图3是放大示出本实施方式的贯通孔的说明图。
[0046]
图4是示出在本实施方式的片材上开设有孔的状态的说明图。
[0047]
图5是示意性地示出作为比较例的遮挡装置的说明图。
具体实施方式
[0048]
参照附图，对本发明的层叠工件成型装置及层叠工件成型方法的实施方式进行说明。参照图1，本实施方式的层叠工件成型装置1具备多孔质结构的第一模具20和多孔质结构的第二模具30。通过层叠工件成型装置1进行成型的仪表板等层叠工件40具备工件主体42和层叠于工件主体42上的片材44。
[0049]
层叠工件成型装置1具备把持片材44的周缘的多个夹具2。夹具2被从第一模具20的周缘外部向上方立起的支承装置(省略图示)支承为移动自如。
[0050]
图2示出工件主体42被载置于第一模具20的状态。
[0051]
如图3所示，在第一模具20设置有在载置工件主体42的载置面上开口的多个吸引孔22。吸引孔22也可以利用第一模具20的多孔质结构，通过第一模具20因多孔质结构而原本具备的多个气孔的连续或开放气孔而构成。在第二模具30的内表面形成有转印到片材44
的表面上的褶皱、梨纹等图案。
[0052]
在第二模具30上设置有贯通孔32，在使第二模具30隔着工件主体42和片材44而与第一模具20重合时，该贯通孔32以在工件主体42的周缘的位置开口的方式贯通。关于本实施方式的贯通孔32，以覆盖形成于第二模具30的内表面上的凹部36的开口的方式设置有板71，贯通孔32由贯穿设置于该板71的孔构成。如图4所示，贯通孔32被设定为当吸引时片材44局部破开。此外，在板71上，为了使片材44吸附于板71而设置有多个直径比贯通孔32小的吸附用孔71a。
[0053]
此外，在第二模具30上设置有喷出孔34，该喷出孔34以在工件主体42的除了周缘以外的部分、即工件主体42的中央部的位置开口的方式贯通。在图3及图4中，喷出孔34仅示出了一个，但实际上喷出孔34设置于多个部位。喷出孔34也可以利用第二模具30的多孔质结构，通过第二模具30因多孔质结构而原本具备的多个气孔的连续或开放气孔而构成。在该情况下，为了避免凹部36与喷出孔34通过第二模具30的多孔质结构而连通，只要对凹部36实施镀敷加工、或实施用树脂加固等连通阻止加工来阻止凹部36与喷出孔34连通即可。
[0054]
用于吸引片材44的第一吸引装置51经由第一连接配管51a而与贯穿设置于板71的贯通孔32连接。在本实施方式中，由贯通孔32和第一吸引装置51构成孔成型单元。用于吸引工件主体42的第二吸引装置52经由第二连接配管52a而与吸引孔22连接。供给空气等气体的气体供给吸引装置53经由第三连接配管53a而与第二模具30的喷出孔34连接。
[0055]
在第一连接配管51a和第三连接配管53a上连接有旁通路53b。在旁通路53b上插设有阻止气体从第三连接配管53a向第一连接配管51a流动的止回阀53c。在第三连接配管53a与旁通路53b相连接的连接部分设置有流路切换阀54。
[0056]
流路切换阀54构成为能够在“可喷出状态”和“可吸引状态”这两个状态之间切换自如。“可喷出状态”是经由第三连接配管53a将气体供给吸引装置53与喷出孔34连接、而切断经过旁通路53b形成的喷出孔34与第一吸引装置51之间的连接的状态。“可吸引状态”是经由第三连接配管53a、旁通路53b以及第一连接配管51a将第一吸引装置51与喷出孔34连接、而切断喷出孔34与气体供给吸引装置53之间的连接的状态。
[0057]
此外，参照图2，在第一模具20和工件主体42上，分别设置有朝向第二模具30突出的模具侧突部20a和工件侧突部42a，模具侧突部20a和工件侧突部42a以包围多个贯通孔32的方式沿着片材44的粘接区域的外缘延展。
[0058]
层叠工件成型装置1具备控制第一吸引装置51、第二吸引装置52、气体供给吸引装置53、流路切换阀54的控制部61。控制部61是由cpu以及存储器等构成的电子控制单元，通过由cpu执行存储器等存储部中保持的控制程序并发送指示信号，来控制第一吸引装置51、第二吸引装置52、气体供给吸引装置53以及流路切换阀54。
[0059]
此外，如图3所示，在第一模具20设置有销81(相当于本实施方式中的隔离部)，以使得在将由加热装置(省略图示)加热后的片材44配置于第二模具30与工件主体42之间时，片材44即使因被加热而下垂也不会与工件主体42的非接触区域x接触。另外，在本实施方式中，使用销81作为隔离部进行了说明，但本发明的隔离部不限于销81，例如，也可以构成为，在工件主体42的非接触区域x以向上方突出的方式设置末端面积小的销，利用该销的末端进行支承，使得即使片材44被加热而下垂，也不与工件主体42的非接触区域x接触。
[0060]
接着，对使用了层叠工件成型装置1的层叠工件成型方法进行说明。
[0061]
首先，使第一模具20和第二模具30成为打开的状态，将工件主体42载置于第一模具20。然后，在利用加热装置(省略图示)对由夹具2把持的片材44进行了加热之后，将该片材44配置在工件主体42与第二模具30之间。此时，如图3所示，片材44在非接触区域x中由销81从下方支承，从而片材44被阻止与工件主体42接触。然后，将第一模具20和第二模具30相互接近而形成闭合的状态。
[0062]
接着，控制部61将流路切换阀54切换为“可喷出状态”(经由第三连接配管53a将气体供给吸引装置53与喷出孔34连接，能够利用气体供给吸引装置53经由喷出孔34进行吸引的状态)，利用气体供给吸引装置53经由喷出孔34来吸引片材44而使其贴附于第二模具30的内表面。由此，能够将在第二模具30的内表面上形成的图案转印到片材44的表面(转印工序)。
[0063]
此外，在该转印工序中，经由贯通孔32，利用第一吸引装置51来吸引片材44，并且利用贯通孔32使片材44的非粘接区域x(参照图4)破损而开孔。贯通孔32的直径基于片材44的材质及厚度、片材44的加热温度、第一吸引装置51的吸引力等，被设定成能够在片材44上开孔。
[0064]
接着，在对工件主体42或片材44涂敷了粘接剂的状态下，将片材44按压于工件主体42并利用第二吸引装置52的吸引力进行粘接(粘接工序)。
[0065]
在此，片材44并不是粘接于工件主体42的整个表面，而是仅粘接于在汽车等组装时露出的部分，对于在组装时隐藏于其他部件的周缘等部分，为了防止组装不良而不进行粘接，形成为非粘接，仅留下粘接部分而切断，非粘接的部分被废弃。
[0066]
并且，在粘接工序中，控制部61将流路切换阀54切换为“可喷出状态”(经由第三连接配管53a将气体供给吸引装置53与喷出孔34连接，切断经过旁通路53b而形成的喷出孔34与第一吸引装置51之间的连接的状态)，通过气体供给吸引装置53经由喷出孔34向片材44与第二模具30之间供给气体，使得片材44从第二模具30剥离。
[0067]
位于工件主体42的周缘的非粘接的部分经由贯通孔32被第一吸引装置51吸引而开孔，因此在非接触区域x中片材44不会被吸引到工件主体42侧。因此，如图5中作为比较例所示，在本实施方式中不需要在工件主体42的周缘设置防止片材44的粘接的遮挡装置100’。因此，不需要以避开遮挡装置100’的方式在遮挡装置100’的外侧配置夹具而准备较大的片材44，能够减少片材44的废弃部分的量，能够抑制层叠工件40的制造成本。
[0068]
另外，在本实施方式中，对设置有使第一连接配管51a与第三连接配管53a旁通的旁通路53b、且在第三连接配管53a与旁通路53b相连接的连接部分设置有流路切换阀54的情况进行了说明，但本发明的结构不限于此，例如也可以没有流路切换阀54。
[0069]
此外，在本实施方式中，作为孔成型单元，对通过利用吸引装置进行吸引而在片材44开孔的层叠工件成型装置1进行了说明，但本发明的孔成型单元不限于此。例如，也可以将孔成型单元构成为，在第一模具或第二模具在非粘接区域设置将片材刺破的凸部，利用该凸部在片材上开孔。
[0070]
此外，在本实施方式中，对具备第一吸引装置51的层叠工件成型装置1进行了说明，但本发明不限于此，例如，也可以省略第一吸引装置51，使用气体供给吸引装置53从贯通孔32进行吸引，在非粘接区域x开孔，由此实现层叠工件层叠工件成型装置的小型化及低成本化。
[0071]
此外，在本实施方式中，说明了这样的情况：在转印工序中，在向片材44转印第二模具30的内表面的图案的同时，使用第一吸引装置51从贯通孔32进行吸引而在片材44的非粘接区域x上成型出孔。然而，本发明的孔成型工序不限于此，例如，也可以在转印工序之前形成孔，也可以在转印工序之后，在粘接工序中，在非粘接区域x内在片材44附着于工件主体44之前在片材44形成孔。
[0072]
标号说明
[0073]
1：层叠工件成型装置；
[0074]
2：夹具；
[0075]
20：第一模具；
[0076]
20a：模具侧突部；
[0077]
22：吸引孔；
[0078]
30：第二模具；
[0079]
32：贯通孔；
[0080]
34：喷出孔；
[0081]
36：凹部；
[0082]
40：层叠工件；
[0083]
42：工件主体；
[0084]
42a：工件侧突部；
[0085]
44：片材；
[0086]
51：第一吸引装置；
[0087]
51a：第一连接配管；
[0088]
52：第二吸引装置；
[0089]
52a：第二连接配管；
[0090]
53：气体供给吸引装置；
[0091]
53a：第三连接配管；
[0092]
53b：旁通路；
[0093]
53c：止回阀；
[0094]
54：流路切换阀；
[0095]
61：控制部；
[0096]
71：板；
[0097]
71a：吸附用孔；
[0098]
81：支承销；
[0099]
100’：遮挡装置；
[0100]
x：非粘接区域；
[0101]
y：粘接区域。