JP2002144477A - 自動車用床板および積層構造体の製造方法 - Google Patents

自動車用床板および積層構造体の製造方法

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JP2002144477A JP2000340224A JP2000340224A JP2002144477A JP 2002144477 A JP2002144477 A JP 2002144477A JP 2000340224 A JP2000340224 A JP 2000340224A JP 2000340224 A JP2000340224 A JP 2000340224A JP 2002144477 A JP2002144477 A JP 2002144477A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量で高強度の床板等の積層構造体を提供す
る。 【解決手段】 金属製薄板101,102の一方の面1
01a,102aに、プライマーまたは塗料を塗布す
る。金属製薄板101の他方の面101bが下型10の
セット面12に接するように金属製薄板101をセット
する。同様に、金属製薄板102の他方の面102bが
上型20のセット面22に接するように、金属製薄板1
02をセットする。この際、金属製薄板102を電磁石
等の吸引手段で上型20のセット面22に吸引する。次
に、上型20と下型10とを閉じることにより形成され
る成形空間30内において、イソシアネートとポリオー
ルを含む発泡性原料を反応させるとともに発泡させ、こ
れにより、成形空間30内に硬質発泡ポリウレタン層1
03を成形するとともに、硬質発泡ポリウレタン層10
3と金属製薄板101,102とを上記プライマーまた
は塗料を介して一体化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車の荷室の床板
の改良、および床板等の積層構造体の製造方法の改良に
関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の荷室の床板は、大きな荷重を受
けるので、高い強度を要求されている。従来の床板は、
補強材を内部に組み込んだ硬質発泡ポリウレタンにより
構成されている。その製造方法について簡単に説明す
る。まず、下型の上面に形成された複数の溝にパイプを
セットする。この際、溝の内面とパイプとの間には隙間
を形成し、後述する原料の入り込みを可能にする。次
に、下型の上面にパイプを覆うようにしてガラスクロス
を被せ、その上に線材を絡ませてなるマットを被せ、さ
らにその上にガラスクロスを被せる。そして、上型を下
降させて下型に当て、両型間に成形空間を形成する。こ
の成形空間には、上記パイプやガラスクロス,マットが
収容されることになる。この状態で、イソシアネートと
ポリオールを含む発泡性原料を成形空間に注入し、この
原料を加熱により反応させるとともに発泡させ、硬質発
泡ポリウレタンを成形する。尚,この成形方法は、RI
M成形(Reaction Injection Molding)または反応射
出成形として知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような床板は、
十分な強度を高めるために、パイプ等の補強材を含むこ
と、および硬質ポリウレタンフォームの層を厚くかつ高
い密度にすることを余儀なくされ、重量が大であった。
また、成形空間に種々の補強材を収容して成形するた
め、製造コストが高かった。さらに、パイプを埋め込ん
だ部位が板面から突出してしまい、嵩張る欠点があっ
た。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の自動車用床板
は、(a)第1,第2の金属製薄板と、(b)上記第
1,第2の金属製薄板間に挟まれた硬質発泡ポリウレタ
ン層と、(c)上記第1,第2の金属製薄板において上
記硬質発泡ポリウレタン層に接する面に塗布されたプラ
イマーまたは塗料と、を備えている。この床板は、軽量
で製造コストが低く突出部がない。また、プライマーま
たは塗料を介して金属製薄板と硬質発泡ポリウレタン層
との高い接合強度を確保できる。
【0005】本発明の積層構造体の製造方法は、(a)
第1,第2の金属製薄板の一方の面に、プライマーまた
は塗料を塗布する工程と、(b)上記第1の金属製薄板
の他方の面が下型のセット面に接するように第1の金属
製薄板を下型にセットし、上記第2の金属製薄板の他方
の面が上型のセット面に接するように第2の金属製薄板
を上型にセットし、しかも、第2の金属製薄板を上型の
セット面に吸引することにより、第2の金属製薄板のセ
ット状態を維持する工程と、(c)上記上型と下型とを
閉じることにより形成される成形空間内において、硬質
発泡ポリウレタンの原料を反応させるとともに発泡さ
せ、これにより、上記成形空間内に硬質発泡ポリウレタ
ン層を成形するとともに、この硬質発泡ポリウレタン層
と上記第1,第2の金属製薄板とを上記プライマーまた
は塗料を介して一体化する工程と、を備えている。これ
により、強度の高い積層構造体を簡単かつ安価に製造す
ることができる。
【0006】上記製造方法において、好ましくは、上記
上型に設けられた電磁石の電磁力により、上記第2の金
属製薄板を上型のセット面に吸引する。これにより、上
型への第2の金属製薄板のセット状態維持を確実にかつ
簡単に行うことができる。
【0007】上記製造方法において、好ましくは、上記
上型に形成されそのセット面に開口するバキューム孔を
介して、バキュームポンプにより、上記第2の金属製薄
板を上型のセット面に吸引する。これにより、上型への
第2の金属製薄板のセット状態維持を確実にかつ簡単に
行うことができる。また、非磁性材料からなる金属製薄
板でも吸引することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1実施形態につ
いて、図1〜図3を参照して説明する。図3は、自動車
の荷室の床板100(積層構造体)を示す。この床板1
00は、0.1〜1.0mm程度の薄い平坦な鋼板10
1,102(第1,第2の金属製薄板)と、これら鋼板
101,102間に挟まれた硬質発泡ポリウレタン層1
03とを備えて、平板形状をなしている。鋼板101,
102と硬質発泡ポリウレタン層103は、等しい平面
形状を有している。鋼板101,102の両面101
a,101b,102a,102bには,亜鉛メッキ等
のメッキ処理が施されている。また、鋼板101,10
2において、硬質発泡ポリウレタン層103側の面10
1a,102aには、ポリエスタル等の塗料が塗布され
ており、この塗料により、上記硬質発泡ポリウレタン層
103と鋼板101,102の接合強度が確保されてい
る。床板100の上面(本実施形態では鋼板102の面
102b)はカーペット104により覆われている。
【0009】上記床板100は、硬質発泡ポリウレタン
層103の両面を全域にわたって鋼板101,102で
覆うことにより構成されているので、硬質発泡ポリウレ
タン層103の密度が低くかつ薄くても十分な強度を確
保できる。具体的には、床板100の厚さを、前述した
従来の床板に比べて半分程度、すなわち3〜30mmに
することができる。また、硬質発泡ポリウレタン層10
3の密度も10〜300Kg/mと、従来の床板の密
度300〜400Kg/mに比べて低くすることがで
きる。また、パイプ等の補強材を必要としない。その結
果、床板100は、従来に比べて軽量にすることができ
る。さらに、床板100には、パイプの埋め込み部のよ
うな突出した部位が無くなる。
【0010】上記床板100を製造するためのRIM成
形装置(積層構造体の製造装置)は、図1に示すよう
に、アルミ製の下型10および上型20を備えている。
これら型10,20は通路(図示せず)を有しており、
この通路を流れる熱水により常時一定の温度(60〜8
0℃)に維持されている。
【0011】上記下型10の上面には浅い凹部11が形
成されており、この凹部11の平坦な底面12がセット
面となっている。また、下型10の上面には、凹部11
に連なり下型10の側面まで延びる溝13が形成されて
いる。
【0012】上記上型20の下面にも浅い凹部21が形
成されており、この凹部21の平坦な底面22がセット
面となっている。また、上型20の下面には、凹部21
に連なり上型20の側面まで延びる溝23が形成されて
いる。
【0013】なお、上記型10,20の凹部11、21
の平面形状は、図2に示すように、上記床板100の平
面形状と一致した形状をなし、ほぼ矩形をなしている。
【0014】さらに上型20の上面には、収容凹部24
が形成され、この収容凹部24に電磁石25(吸引手
段)が埋設されている。この電磁石25は、図2に示す
ように、セット面22の周辺に沿って間隔をおいて複数
配置されるとともに、中央にも配置されている。収容凹
部24の底面はセット面22から離れ、両者の間に仕切
り壁26が介在している。したがって、電磁石25はセ
ット面22に露出しない。上型20はアルミ製であるの
で、仕切壁26は非磁性である。
【0015】次に、上記装置を用いた床板100の製造
方法について説明する。まず、メッキ処理済の鋼板10
1,102を用意する。これら鋼板101,102の一
方の面101a,102aに、例えばポリエステル系の
塗料を塗布し、加熱して乾燥させておく。
【0016】次に、図1(A)に示すように、鋼板10
1,102をそれぞれ下型10,上型20にセットす
る。個々に説明すると、鋼板101を下型10の凹部1
1にセットする。この際、塗料を塗布した面101aを
上にし、他方の面101bをセット面12に接するよう
に、鋼板101をセットする。同様にして、鋼板102
を上型20の凹部21にセットする。この際、塗料を塗
布した面102aを下にし、他方の面102bをセット
面22に接するようにセットする。このセット時に、電
磁石25をオンし、この電磁石25の電磁力で鋼板10
2をセット面22に吸引し、鋼板102のセット状態を
維持する。
【0017】次に、上記電磁石25で鋼板102を上型
20に保持した状態のまま、上型20を下型10まで下
降させる。これにより、図1(B)に示すように、下型
10の上面と、上型20の下面とが接し、上記凹部1
1,21からなる閉塞された成形空間30が形成され
る。
【0018】次に、上記型10,20の溝13,23が
合致して形成された注入ポート35にミキシングヘッド
(図示しない)のノズルをあてがう。この状態で、イソ
シアネートとポリオールを含む液状の発泡性原料をミキ
シングヘッドに供給し、ここで混合させて成形空間30
に注入する。
【0019】上記原料は、成形空間30内で上記型温度
に加熱され化学反応が生じ、かつ発泡が生じる。その結
果、硬質発泡ポリウレタン層103が成形される。この
際、鋼板101,102の面101a,102aに塗布
された塗料により、この硬質発泡ポリウレタン層103
と鋼板101,102は強固に結合される。
【0020】上記電磁石25は、上記成形が完了するま
でオン状態に維持されている。成形が完了した時に、電
磁石25をオフし、上型20を上昇させて下型10から
離す。そして、成形された床板100を取出して自然冷
却させる。この自然冷却に際して、硬質発泡ポリウレタ
ン層103の両面に鋼板101,102が設けられてい
るので、床板100は湾曲することはない。
【0021】次に、本発明の第2の実施形態について、
図4を参照しながら説明する。この実施形態の装置で
は、第1実施形態の注入ポート35の代わりに、下型1
0の中央に垂直に延びる注入ポート39が形成されてい
る。この注入ポート39の上端はセット面12に開口
し、下端は下型10の下面に開口している。この装置を
用いる場合には、鋼板101に、注入ポート39に対応
する孔101xを形成しておく。ミキシングヘッドから
の発泡性原料は、この注入ポート39から鋼板101の
孔101xを通って成形空間30に注入される。他の構
造および作用は、第1実施形態と同様であるから、図中
同番号を付してその説明を省略する。なお、垂直に延び
る注入ポートを上型20に形成してもよい。この場合に
は、鋼板102に孔を形成することになる。
【0022】次に、本発明の第3の実施形態について、
図5を参照しながら説明する。この実施形態の装置で
は、上型20が下型10に対してヒンジ40により回動
可能となっており、発泡性原料を注入するための注入ポ
ートは形成されていない。この実施形態では、第1実施
形態と同様に、図5(A)に示すように、下型10の凹
部11に鋼板101をセットし、上型20の凹部21に
鋼板102をセットする。しかし、型閉じ前に、鋼板1
01の上にほぼ全域にわたって液状の原料103’を供
給し、この後で、図5(B)に示すように型閉じする
(上型20を回動させて下型10に当て成形空間30を
形成する)点で第1実施形態と異なる。他の構造および
作用は、第1実施形態と同様であるから、図中同番号を
付してその説明を省略する。
【0023】次に、本発明の第4の実施形態の装置につ
いて、図6、図7を参照しながら説明する。この実施形
態では、前述した全ての実施形態で用いられている電磁
石25の代わりに、バキューム吸引手段50が用いられ
る。このバキューム吸引手段50は、上型20に形成さ
れた複数のバキューム孔51と、このバキューム孔51
に管52を介して連なるバキュームポンプ53とを備え
ている。バキューム孔51の配置は、図7に示すよう
に、前述した実施形態の電磁石25と同様である。鋼板
102は、バキュームポンプ53の駆動によりバキュー
ム孔51からのバキューム作用により、セット面12に
吸引され、上型20でのセット状態を保持される。他の
構造および作用は第1実施形態と同様であるので、図中
同番号を付してその説明を省略する。
【0024】次に、本発明の第5の実施形態について、
図8を参照しながら説明する。図8のRIM成形装置
は、床板ではなく、箱型の積層構造体100’を成形す
るためのものである。この場合、箱形状に成形された鋼
板101’102’を用いる。これら鋼板101’、1
02’は、周縁に起立壁101y’,102y’を有し
ている。前述した全ての実施形態と同様に、下型10に
は凹部11が形成され、その底面がセット面12となっ
ている。また、第2実施形態と同様に下型10には注入
ポート39が形成されている。
【0025】上型20の下面には前述の実施形態の凹部
の代わりに、凸部28が形成されている。この凸部28
の頂面29がセット面となっている。鋼板101’は、
下型の凹部11にはめ込まれ、鋼板102’は上型20
の凸部28に嵌め込まれるようにしてセットされる。鋼
板101’には、注入ポート39に対応する孔101
x’が形成されている。他の構造および作用は、第2実
施形態と同様であるので、同番号を付してその説明を省
略する。
【0026】本発明は上記実施形態に制約されず、種々
の形態を採用可能である。例えば、金属製薄板として、
鋼板の代わりに例えば0.05〜1.0mmの板厚のア
ルミ板を用いてもよい。アルミ板の場合には、図6,図
7に示す吸引手段50が用いられる。
【0027】金属製薄板には、塗料の代わりにプライマ
ーを塗布してもよい。プライマーとしては、化学反応型
(フェノール樹脂系,エポキシ樹脂系,ポリポリウレタ
ン系,アクリル系,α―シアノアクリレート系,合成ゴ
ム系,プラスチゾル系等)と、溶剤揮散型(クロロプレ
ンゴム系,ニトリルゴム系,SBR系,酢酸ビニル樹脂
系,塩化ビニル樹脂系等)と、水揮散型(ラテックス
系,酢酸ビニル樹脂エマルジョン系等)と、ホットメル
ト型(酢ビ・エチレン共重合体系,ポリオレフィン系,
ポリアミド系,合成ゴム系等)のいずれかを用いてもよ
い。
【0028】上型のみならず、下型にも電磁石を設けた
りバキューム孔を形成し、金属製薄板を下型のセット面
に吸引してもよい。下型での金属製薄板の吸引は、原料
が金属製薄板と下型のセット面との間に入り込むのを確
実に防ぐ役割を持つ。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
薄くかつ軽量の高強度の床板を提供できるとともに、床
板等の高強度の積層構造体を低コストで製造することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を実施するためのRIM
成形装置を示す断面図であり、(A)は型開き状態、
(B)は成形が終了した時点での型閉じ状態をそれぞれ
示す。
【図2】同装置の平面図である。
【図3】同装置で製造された自動車用床板を示す断面図
である。
【図4】本発明の第2実施形態を実施するためのRIM
成形装置を型閉じ状態で示す断面図である。
【図5】本発明の第3実施形態を実施するためのRIM
成形装置を示す断面図であり、(A)は型開き状態、
(B)は成形が終了した時点での型閉じ状態をそれぞれ
示す。
【図6】本発明の第4実施形態を実施するためのRIM
成形装置を型開き状態で示す断面図である。
【図7】同第4実施形態の装置の平面図である。
【図8】本発明の第5実施形態を実施するためのRIM
成形装置を型閉じ状態で示す断面図である。
【符号の説明】
10 下型 12 セット面 20 上型 22、29 セット面 25 電磁石 30 成形空間 51 バキューム孔 53 バキュームポンプ 100 床板(積層構造体) 101 鋼板(第1の金属製薄板) 102 鋼板(第2の金属製薄板) 103 硬質発泡ポリウレタン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29K 105:04 B29K 105:04 105:22 105:22 B29L 9:00 B29L 9:00 31:30 31:30 Fターム(参考) 4F100 AB01A AB01B AB03 AB10 AB18 AK33 AK41 AK51C AK53 BA05 BA06 BA10A BA10B BA13 CC00D CC00E DJ01C EH312 EH461 EH71 EJ022 EJ242 EJ65D EJ65E EJ651 GB32 JK01 JK12C JL03 4F204 AA42 AD03 AG03 AG20 AH18 EA01 EB11 EF05 EF37

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)第1,第2の金属製薄板と、(b)
    上記第1,第2の金属製薄板間に挟まれた硬質発泡ポリ
    ウレタン層と、(c)上記第1,第2の金属製薄板にお
    いて上記硬質発泡ポリウレタン層に接する面に塗布され
    たプライマーまたは塗料と、 を備えたことを特徴とする自動車用床板。
  2. 【請求項2】(a)第1,第2の金属製薄板の一方の面
    に、プライマーまたは塗料を塗布する工程と、(b)上
    記第1の金属製薄板の他方の面が下型のセット面に接す
    るように第1の金属製薄板を下型にセットし、上記第2
    の金属製薄板の他方の面が上型のセット面に接するよう
    に第2の金属製薄板を上型にセットし、しかも、第2の
    金属製薄板を上型のセット面に吸引することにより、第
    2の金属製薄板のセット状態を維持する工程と、(c)
    上記上型と下型とを閉じることにより形成される成形空
    間内において、硬質発泡ポリウレタンの原料を反応させ
    るとともに発泡させ、これにより、上記成形空間内に硬
    質発泡ポリウレタン層を成形するとともに、この硬質発
    泡ポリウレタン層と上記第1,第2の金属製薄板とを上
    記プライマーまたは塗料を介して一体化する工程と、 を備えたことを特徴とする積層構造体の製造方法。
  3. 【請求項3】上記上型に設けられた電磁石の電磁力によ
    り、上記第2の金属製薄板を上型のセット面に吸引する
    ことを特徴とする請求項2に記載の積層構造体の製造方
    法。
  4. 【請求項4】上記上型に形成されそのセット面に開口す
    るバキューム孔を介して、バキュームポンプにより、上
    記第2の金属製薄板を上型のセット面に吸引することを
    特徴とする請求項2に記載の積層構造体の製造方法。
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