JP5505792B2 - 薄板樹脂製パネルおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
車両用の内装品としては、車室内の種々の車両パネルに装着することにより、フロアパネル、デッキボード等凹部をカバーしたり、蓋をしたりする用途、テーブル、トノボード等仕切りとしての用途、コンソールボックス等ケーシングとしての用途、その他座席シート等多種の用途に用いられる。
このような樹脂製パネルは、芯材と芯材の上下面それぞれに接着固定された表皮材とを有する3層のサンドイッチ構造をなし、剛性、特に曲げ剛性を確保する観点から、金属製あるいは硬質の樹脂からなる補強材を芯材の内部にインサートしている。
ここに、成形収縮とは、金型のキャビティ内部に充填された溶融樹脂が冷却されて固化する際に、体積が収縮する現象をいい、成形材料の種類、キャビティの表面温度、成形品の肉厚等によって影響を受ける。
この点、特許文献2は、このような技術的問題点を解決した樹脂製パネルを開示する。
かといって、たとえばグリッド状の単一の補強材を芯材に配置することにより、樹脂製パネルの剛性の方向性を防止することが可能であるが、このような補強材をインサートするために、芯材にはグリッド状の収容部を設ける必要があり、全体の製造効率の低下が引き起こされる。
そこで、このような薄板樹脂製パネルの場合において、効率的に剛性を確保する観点から、棒状の補強材を複数インサートするのではなく、金属製補強板を挿入することが想定される。
しかしながら、従来の棒状の補強材をインサートする場合と異なり、以下のような技術的問題点が引き起こされる。
第1に、単に発泡体の収容部に金属製補強板を保持させた場合にあっては、金属製補強板の固定、特に厚み方向の固定が不十分となり、発泡体内でがたつきを生じる点である。
第2に、表皮材の発泡体に対する融着面積の確保が不十分となり、時間経過とともに表皮材が発泡体から剥離する等美観が損なわれる点である。
より詳細には、発泡体の表面において収容部の開口面積の分だけ表皮材の発泡体との融着面積が失われるところ、従来のように棒状の補強体をインサートする場合ならまだしも、平面部の面積が大きい薄板状の補強板を保持する場合には、このような融着面積の確保が不十分となる。
第3に、補強板を発泡体内に保持させることに起因して、薄板樹脂製パネルの成形の際、成形不良を引き起こす点である。
内表面同士を合わせることにより内部保持空間を形成する複数の発泡樹脂製芯材と、該複数の発泡樹脂製芯材それぞれの外表面全体に接着された表皮材シートと、前記内部保持空間に保持された金属製補強板とを有し、
前記複数の発泡樹脂製芯材の一方は、内表面に凸部を有し、前記複数の発泡樹脂製芯材の他方は、内表面に、前記凸部と相補形状の凹部を有し、前記凸部が前記凹部に嵌合することにより、前記複数の発泡樹脂製芯材により前記金属製補強板を挟み込み、厚み方向に固定する構成としている。
以上の構成を有する薄板樹脂製パネルによれば、金属製補強板を内部に有する複数の発泡樹脂製芯材を採用することにより、薄板状でありながら、剛性、特に曲げ剛性をパネル全体に一様に向上することが可能である。
さらに、前記発泡樹脂製芯材の一方の前記内表面には、凹部が形成され、前記発泡樹脂製芯材の他方の前記内表面は、平面状であり、前記発泡樹脂製芯材の他方の前記内表面が該凹部を閉鎖することにより、前記内部保持空間が形成されるのがよい。
さらにまた、前記発泡樹脂製芯材の他方の前記内表面には、凹部が形成され、前記発泡樹脂製芯材の一方の前記内表面は、平面状であり、前記発泡樹脂製芯材の一方の前記内表面が該凹部を閉鎖することにより、前記内部保持空間が形成されるのがよい。
加えて、前記複数の発泡樹脂製芯材それぞれの前記内表面には、凹部が形成され、両方の凹部の開口部を突き合わせることにより前記内部保持空間が形成されるのがよい。
さらに、前記凸部は、突起体からなり、該突起体の頂面は、前記他方の発泡樹脂製芯材の外表面に固着された表皮材シートの内表面まで及び、該頂面は前記内表面に溶着されるのがよい。
さらにまた、前記突起体は、前記内部保持空間を延び、前記金属製補強板には、前記突起体が貫通する貫通穴が設けられるのがよい。
加えて、2枚の表皮材シートそれぞれの周縁部には、一方の側に湾曲したへりが形成され、該へりの端周面同士が突き合わせられて、周壁を構成するのがよい。
さらに、前記金属製補強板には、その厚み方向に延びるネジ穴が設けられ、前記薄板樹脂製パネルは、該ネジ穴を利用して付属品として固定されるのがよい。
さらにまた、前記ネジ穴は、前記薄板樹脂製パネルの長辺の方向に沿って、前記金属製補強板に複数整列して設けられるのでもよい。
上記課題を達成するために、本発明の薄板樹脂製パネルの製造方法は、
一方は、内表面に凸部を有し、他方は、内表面に前記凸部と相補形状の凹部を有する2枚の発泡樹脂製芯材を予め成形するとともに、金属製補強板を準備する段階と、
分割金型の間に2条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートを配置する段階と、
2条の熱可塑性樹脂製シートそれぞれと対応する分割金型のキャビティとの間に密閉空間を形成する段階と、
それぞれの密閉空間内の空気を対応する分割金型の側から吸引することにより、対応する熱可塑性樹脂製シートを対応するキャビティに対して押し付けて、熱可塑性樹脂製シートを賦形する段階と、
前記内装体を一方の熱可塑性樹脂製シートに対して押し付けることにより、前記内装体を保持する段階と、
分割金型を型締することにより、2条の熱可塑性樹脂製シートの周縁部同士を溶着するとともに、2条の熱可塑性樹脂製シートそれぞれに対して、前記内装体を溶着する段階とを、有する構成としている。
さらに、前記金属製補強板を内部保持空間に保持する段階は、薄板樹脂製パネルの厚み方向とほぼ直交する放射方向に金属製補強板の周縁と内部保持空間を構成する発泡樹脂製芯材との間にクリアランスを設ける段階を有し、
前記2条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートを配置する段階は、2条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートを鉛直下方に垂下形態で供給して、キャビティが鉛直方向に沿って設けられた分割金型の間に配置する段階を有し、
前記内装体の配置段階は、金属製補強板を厚み方向に固定することにより、前記クリアランスを保持しつつ、金属製補強板を鉛直向きに内部保持空間内に位置決めする段階を有するのがよい。
さらに、前記密閉空間の形成段階は、金型の周縁部に対して溶融状態の熱可塑性樹脂製シートに向かって移動自在に外嵌する外枠部材を熱可塑性樹脂製シートに当接させて、金型のキャビティと、外枠部材の内周面と、熱可塑性樹脂製シートのキャビティに対向する面とにより密閉空間を形成するのがよい。
さらにまた、前記内装体の保持段階は、前記内装体の前記一方の熱可塑性樹脂製シートに対する溶着を兼ねるのがよい。
図1および図2(A)に示すように、薄板樹脂製パネル100は、内表面120同士を合わせることにより密閉中空部121を形成する2枚の発泡樹脂製芯材シート122(発泡樹脂製芯材シート122Aおよび発泡樹脂製芯材シート122B)と、2枚の発泡樹脂製芯材シート122それぞれの外表面123全体に融着された表皮材シート124(上面側表皮材シート124Aおよび下面側表皮材シート124B)と、密閉中空部121に保持された金属製補強板125とを有する。
発泡剤としては、物理発泡剤、化学発泡剤およびその混合物のいずれを用いてもよい。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、およびブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。
金属製補強板125は、発泡樹脂製芯材シート122より高剛性の金属である限り、任意のものでよく、たとえ鋼製のものでよい。金属製補強板125の厚みおよび面積は、薄板樹脂製パネル100に要求される剛性、特に曲げ剛性、および薄板樹脂製パネル100に許容される重量の観点から適宜定めればよい。
さらなる変形例として、図2(C)に示すように、発泡樹脂製芯材シート122A,Bそれぞれに凹部139を設けるのは図2(A)と共通であるが、凸部130の突起体が、密閉中空部121を延び、金属製補強板125には、突起体が貫通する貫通穴143が設けられるのでもよい。
次に、本実施形態に係る薄板樹脂製パネル100の製造方法について、以下に詳細に説明する。まず、薄板樹脂製パネル100の製造装置について、以下に説明する。
一方、型締装置14も、押出装置12と同様に、従来既知のタイプであり、その詳しい説明は省略するが、2つの分割形式の金型32A,Bと、金型32A,Bを溶融状態の熱可塑性樹脂製シートPの供給方向に対して略直交する方向に、開位置と閉位置との間で移動させる金型駆動装置とを有する。
なお、一方の連続熱可塑性樹脂製シートP1用の押出装置および一対のローラーと、他方の一方の連続熱可塑性樹脂製シートP2用の押出装置および一対のローラーとは、この閉位置に関して対称に配置されている。
一方、分割金型32Bには、金型32A、Bを型締したときに両金型により形成される密閉空間内から吹き込み圧をかけることが可能なように、従来既知のブローピン(図示せず)が設置されている。
以上の構成を有する薄板樹脂製パネル100の成形装置10を利用した薄板樹脂製パネル100の製造方法について、図面を参照しながら以下に説明する。
まず、一方は、内表面120に凸部130を有し、他方は、内表面120に凸部130と相補形状の凹部131を有する2枚の発泡樹脂製芯材シート122A,Bを予め成形するとともに、金属製補強板125を準備する。
尚、発泡樹脂製芯材シート122はポリスチレン製発泡ビーズを用いた既知の製法により成形されたものを用いてもよい。
金属製補強板125を密閉中空部121に保持する際、薄板樹脂製パネル100の厚み方向とほぼ直交する放射方向に金属製補強板125の周縁と密閉中空部121を構成する発泡樹脂製芯材シート122との間に所定のクリアランスを設ける。
この場合、2枚の発泡樹脂製芯材シート122A,Bにより、発泡樹脂の反発力を利用して金属製補強板125を厚み方向に挟み込んで、金属製補強板125を厚み方向に固定することにより、金属製補強板125を密閉中空部121内でがたつきを生じることなく位置決めすることが可能である。
次いで、一対のローラー30同士を互いに近接させて閉位置に移動し、一対のローラー30同士の間隔を狭めて熱可塑性樹脂製シートPを挟み込み、ローラーの回転により熱可塑性樹脂製シートPを下方に送り出す。
次いで、図3に示すように、押出方向に一様な厚みを形成した熱可塑性樹脂製シートPを一対のローラー30の下方に配置された分割金型32A,B間に配置する。これにより、熱可塑性樹脂製シートPは、ピンチオフ部118のまわりにはみ出す形態で位置決めされる。
以上の工程を、2枚の熱可塑性樹脂製シートP1、P2それぞれについて行い、上面側表皮材シート124Aの材料である熱可塑性樹脂製シートP2と、下面側表皮材シート124Bの材料である熱可塑性樹脂製シートP1とを互いに間隔を隔てた状態で、分割金型32A,B間に配置する。
この場合、2枚の熱可塑性樹脂製シートP1、P2はそれぞれ、互いに独立に、押し出しスリット34の間隔、あるいは一対のローラ30の回転速度を調整することにより、分割金型32A,B間に配置される際の厚みを調整可能である。
次いで、図5に示すように、予め成形した内装体140を分割金型32の間に配置し、熱可塑性樹脂製シートP1に対して押し付けて、溶着させる。この場合、金属製補強板125を厚み方向に固定することにより、クリアランスを保持しつつ、金属製補強板125を鉛直向きに密閉中空部内121に位置決めする。
内装体140は、たとえば既知の吸着式マニュプレータを用いて、内装体140の側面を吸着保持しながら分割金型32の間に配置し、熱可塑性樹脂製シートP1に対して溶着させることにより、吸着式マニュプレータを内装体140から脱着して、分割金型32の間から引っ込めればよい。
次いで、金型32Aと金型32Bとにより内部に形成された第2密閉空間86を通じて熱可塑性樹脂製シートP1,P2を加圧するとともに、第1密閉空間84を通じて金型32Aの側から熱可塑性樹脂製シートP1を引き続き吸引する。熱可塑性樹脂製シートP2についても同様に引き続き吸引する。
次いで、図7に示すように、分割金型32A,Bを型開きして、成形された薄板樹脂製パネル100を取り出し、ピンチオフ部118A,Bの外側のバリ部分Bを切断し、これで成形が完了する。
以上の構成を有する薄板樹脂製パネル100によれば、金属製補強板125を内部に有する複数の発泡樹脂製芯材シート122を採用することにより、薄板状でありながら、剛性、特に曲げ剛性をパネル100全体に一様に向上することが可能である。
また、本実施形態においては、発泡樹脂製芯材として薄板平面状の芯材シートとして説明したが、それに限定されることなく、曲面を含む立体形状のものでもよい。
さらにまた、本実施形態においては、2枚の発泡樹脂製芯材シートを採用するものとして説明したが、それに限定されることなく、一方あるいは両方の発泡樹脂製芯材シートを分割形態で採用し、2枚より多い枚数の発泡樹脂製芯材シートを採用してもよい。
加えて、本実施形態においては、単一の金属製補強板を用いる場合を説明したが、それに限定されることなく、薄板樹脂製パネルの大きさに応じて、複数の金属製補強板を用意し、互いに間隔を隔ててそれぞれの金属製補強板を発泡樹脂製芯材に形成した対応する中空部に配置してもよい。
PL パーティングライン
12 押出装置
14 型締装置
16 ホッパー
18 シリンダー
20 油圧モーター
22 アキュムレータ
24 プランジャー
28 Tダイ
30 ローラー
32 分割金型
33 型枠
34 押出スリット
80 真空吸引室
82 真空吸引穴
84 第1密閉空間
86 第2密閉空間
100 薄板樹脂製パネル
102 内周面
116 キャビティ
117 外表面
118 ピンチオフ部
119 突起体
120 内表面
121 密閉中空部
122 発泡樹脂製芯材シート
123 外表面
124 表皮材シート
125 金属製補強板
126 周縁部
127 へり
128 端周面
129 周壁
130 凸部
131 凹部
132 開口部
133 頂面
134 本体
135 ネジ穴
136 取り付け具
137 鉛直面
138 水平面
139 凹部
140 内装体
143 貫通穴
Claims (13)
- それぞれ、単一状あるいは分割状であり、内表面同士を合わせることにより内部保持空間を形成する一対の発泡樹脂製芯材と、該一対の発泡樹脂製芯材それぞれの外表面全体に接着された表皮材シートと、前記内部保持空間に保持された金属製補強板とを有し、
前記一対の発泡樹脂製芯材の一方は、内表面に凸部を有し、前記一対の発泡樹脂製芯材の他方は、内表面に、前記凸部と相補形状の凹部を有し、前記凸部が前記凹部に嵌合することにより、前記一対の発泡樹脂製芯材により前記金属製補強板を挟み込み、厚み方向に固定することを特徴とする薄板樹脂製パネル。 - 前記一対の発泡樹脂製芯材の一方の前記内表面には、凹部が形成され、前記一対の発泡樹脂製芯材の他方の前記内表面は、平面状であり、前記一対の発泡樹脂製芯材の他方の前記内表面が該凹部を閉鎖することにより、前記内部保持空間が形成される、請求項1に記載の薄板樹脂製パネル。
- 前記一対の発泡樹脂製芯材の他方の前記内表面には、凹部が形成され、前記一対の発泡樹脂製芯材の一方の前記内表面は、平面状であり、前記一対の発泡樹脂製芯材の一方の前記内表面が該凹部を閉鎖することにより、前記内部保持空間が形成される、請求項1に記載の薄板樹脂製パネル。
- 前記一対の発泡樹脂製芯材それぞれの前記内表面には、凹部が形成され、両方の凹部の開口部を突き合わせることにより前記内部保持空間が形成される、請求項1に記載の薄板樹脂製パネル。
- 前記凸部は、突起体からなり、該突起体の頂面は、前記一対の発泡樹脂製芯材の他方の外表面に固着された表皮材シートの内表面まで及び、該頂面は前記内表面に溶着される、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の薄板樹脂製パネル。
- 前記突起体は、前記内部保持空間を延び、前記金属製補強板には、前記突起体が貫通する貫通穴が設けられる、請求項5に記載の薄板樹脂製パネル。
- 2枚の表皮材シートそれぞれの周縁部には、一方の側に湾曲したへりが形成され、該へりの端周面同士が突き合わせられて、周壁を構成する、請求項1に記載の薄板樹脂製パネル。
- 一方は、内表面に凸部を有し、他方は、内表面に前記凸部と相補形状の凹部を有する2枚の発泡樹脂製芯材を予め成形するとともに、金属製補強板を準備する段階と、
発泡樹脂製芯材の内表面同士を突き合わせることにより形成した内部保持空間に金属製補強板を保持するとともに、一方の発泡樹脂製芯材の前記凸部を他方の発泡樹脂製芯材の前記凹部に嵌合させることにより、2枚の発泡樹脂製芯材により金属製補強板を挟み込み、2枚の発泡樹脂製芯材および金属製補強板を内装体として一体化する段階と、
分割金型の間に2条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートを配置する段階と、
2条の熱可塑性樹脂製シートそれぞれと対応する分割金型のキャビティとの間に密閉空間を形成する段階と、
それぞれの密閉空間内の空気を対応する分割金型の側から吸引することにより、対応する熱可塑性樹脂製シートを対応するキャビティに対して押し付けて、熱可塑性樹脂製シートを賦形する段階と、
前記内装体を一方の熱可塑性樹脂製シートに対して押し付けることにより、前記内装体を保持する段階と、
分割金型を型締することにより、2条の熱可塑性樹脂製シートの周縁部同士を溶着するとともに、2条の熱可塑性樹脂製シートそれぞれに対して、前記内装体を溶着する段階とを、有することを特徴とする薄板樹脂製パネルの製造方法。 - 前記金属製補強板を内部保持空間に保持する段階は、薄板樹脂製パネルの厚み方向とほぼ直交する放射方向に金属製補強板の周縁と内部保持空間を構成する発泡樹脂製芯材との間にクリアランスを設ける段階を有し、
前記2条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートを配置する段階は、2条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートを鉛直下方に垂下形態で供給して、キャビティが鉛直方向に沿って設けられた分割金型の間に配置する段階を有し、
前記内装体の配置段階は、金属製補強板を厚み方向に固定することにより、前記クリアランスを保持しつつ、金属製補強板を鉛直向きに内部保持空間内に位置決めする段階を有する、請求項8に記載の薄板樹脂製パネルの製造方法。 - 前記密閉空間の形成段階は、金型の周縁部に対して溶融状態の熱可塑性樹脂製シートに向かって移動自在に外嵌する外枠部材を熱可塑性樹脂製シートに当接させて、金型のキャビティと、外枠部材の内周面と、熱可塑性樹脂製シートのキャビティに対向する面とにより密閉空間を形成する、請求項8に記載の薄板樹脂製パネルの製造方法。
- 前記内装体の保持段階は、前記内装体の前記一方の熱可塑性樹脂製シートに対する溶着を兼ねる、請求項8に記載の薄板樹脂製パネルの製造方法。
- 前記金属製補強板には、その厚み方向に延びるネジ穴が設けられ、前記薄板樹脂製パネルは、該ネジ穴を利用して付属品として固定される、請求項1に記載の薄板樹脂製パネル。
- 前記ネジ穴は、前記薄板樹脂製パネルの長辺の方向に沿って、前記金属製補強板に複数整列して設けられる請求項12に記載の薄板樹脂製パネル。
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