JP2007090764A - 車両用内装品の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 表皮と芯材とを強固に固着することができる車両用内装品の成形方法を提供する。
【解決手段】表皮２が装着された下型１１の成形面１１ａと上型１２の成形面１２とにより、加熱軟化された薄板状の素材４をその厚さ方向に挟持し、それによって素材４を芯材として成形するとともに、素材４と上記表皮２とを固着する車両用内装品の成形方法において、素材４として、加熱されることによって軟化するとともに、厚さが増大するように膨張するものを用いる。
【選択図】図２

Description

この発明は、ドアトリム等の車両用内装品の成形方法に関する。

図４に車両用内装品の一つであるドアトリム１を示す。このドアトリム１は、表皮２と芯材３とを備えている。表皮２は、ドアトリム１の表面を構成するものであり、柔軟性を有するシートによって形成されている。一方、芯材３は、内装品１全体を一定の形状に維持するためのものであり、表皮２の背面に固着されている。

上記構成の内装品１は、一対の金型を用いて成形される。一対の金型のうちの一方の金型の成形面には、前もって成形された表皮２が予め装着される。また、一対の金型の間には、板状をなす素材が配置される。この素材を加熱軟化した後、一対の金型が型締めされる。これにより、素材から芯材３が成形されると同時に、芯材３が表皮２の背面に固着される。

ところで、表皮の背面には、比較的大きな凹凸が存在することがある。例えば、表皮をスラッシュ成形法によって成形した場合、表皮の表面は、金型の成形面に対応した面として精度良く成形される。しかし、表皮の背面は、金型によって拘束されることがないので、大きな凹凸が形成される。表皮の背面に大きな凹凸が形成されていると、表皮と芯材との固着面間の各部に隙間が形成され、両者の固着強度が低下するおそれがある。

上記の問題を解消するために、下記特許文献１には、次の二つの方法が開示されている。
一つの方法は、芯材を発泡成形するようにしたものであり、芯材用の発泡型のキャビティ内には予め成形された表皮がセットされている。その後、キャビティ内に液状をなす二液性の発泡樹脂、例えば互いに撹拌混合されたイソシアネートとポリオールとが型内に注入される。発泡樹脂がキャビティ内において発泡すると、芯材が成形される同時に、芯材が表皮に固着され。この方法によれば、表皮の背面の凹凸が芯材の発泡によって吸収されるので、表皮と芯材との固着面間に隙間が形成されることを防止することができる。
他の一つの方法は、表皮を表層部と発泡層とによって構成したものであり、表層部及び発泡層はいずれもスラッシュ成形法によって成形される。勿論、表層部の成形後、その背面に発泡層が成形される。その後、成形された芯材が発泡層に多孔質シートを介して固着される。この場合には、発泡層の背面には、凹凸が形成されているが、発泡層が柔軟性を有しているので、芯材と発泡層との固着に際しては、発泡層自体がその背面の凹凸を吸収する。したがって、発泡層と多孔質シートとの間に隙間が生じるのを防止することができる。

特開平５−２３７８５６号公報

前者の方法においては、発泡型内に注入される樹脂が液状であるため、発泡型の型締め面間から液状の樹脂が漏れないよう、発泡型を高精度に製造する必要があり、そのため発泡型の製造費が嵩むという問題があった。また、液状の樹脂を金型のキャビティ内全体に一様に充填するには、キャビティの厚さを所定の大きさ以上にしなければならず、このため所定の厚さ以下の芯材を成形することが困難であるという問題があった。
一方、後者の方法においては、表皮を、単層の表皮であるならば当該表皮になるべき表層部と、発泡層とから構成し、さらに表皮と芯材との間に多孔質シートを介在させているため、芯材の厚さを一定にすると、内装品の厚さが厚くなってしまうという問題があった。逆に、内装品の厚さを一定にした場合には、芯材を薄くしなければならず、その分だけ内装品の強度が低下してしまう。また、表層部をスラッシュ成形した後、多孔質シートを介在させているので、その分だけ工程が増えるとともに、材料費がかかり、製造費が嵩むという問題があった。

この発明は、上記の問題を解決するために、互いに対向して配置された一対の金型のうちの、一方の金型の成形面に予め成形された表皮が装着され、加熱軟化された薄板状の素材を上記一方の金型の成形面と他方の金型の成形面とで上記表皮を介して挟持することにより、上記素材から芯材を成形すると同時に上記芯材と上記表皮とを固着する車両用内装品の成形方法において、上記素材として、加熱軟化に伴って厚さが増大するように膨張する素材が用いられ、膨張した素材が上記一対の金型の成形面により上記表皮を介して挟持されることを特徴としている。
この場合、上記表皮は、雌引き真空成形法、その他の成形法によって成形することも可能であるが、スラッシュ成形法によって成形されていることが望ましい。
上記素材が、加熱軟化する樹脂からなる母材と、この母材の内部に弾性的に変形された状態で埋設されたガラス繊維とを有し、上記ガラス繊維が上記母材の加熱軟化に伴って弾性的に復帰変形することによって上記素材が膨張するものであってもよく、加熱軟化する樹脂からなる母材と、この母材の内部に埋設された発泡剤とを有し、上記発泡剤が上記素材の加熱軟化に伴って発泡することによって上記素材が膨張するものであってもよい。

上記特徴構成を有するこの発明によれば、一対の金型を型締めすると、加熱軟化した薄板状の素材が表皮の背面に押し付けられる。このとき、素材がその厚さ方向に膨張して、同方向に柔軟性を有しているので、素材を表皮の背面に押しつけると、素材の各部が表皮の背面に形成された凹凸を吸収するように弾性変形する。この結果、成形された芯材の表面が表皮の背面にほとんど隙間なく密着する。したがって、芯材と表皮との固着強度を向上させることができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明に係る成形方法を実施するための成形装置１０を示す。この成形装置１０は、上記ドアトリム（車両用内装品）１を成形するためのものであり、上下に対向して配置された一対の金型１１，１２と、この一対の金型１１，１２間に配置された挟持部材１３，１３と、上下一対のヒータ１４，１４とを備えている。一対の金型１１，１２は、水平方向に対向させてもよい。勿論、その場合には、挟持部材１３，１３及びヒータ１４，１４も、一対の金型１１，１２に対応して配置替えされる。

下側に配置された金型（以下、下型という。）１１の上面には、成形面１１ａ及び型締め面１１ｂが形成されている。成形面１１ａは、この成形装置１０が成形すべきドアトリム１の表皮２の表面に対応した形状を有しており、ドアトリム１の成形に際しては、スラッシュ成形法により前もって成形された表皮２が予め装着される。型締め面１１ｂは、水平な平面として形成されており、成形面１１ａを囲むように環状に延びている。

上側に配置された金型（以下、上型という。）１２の下面には、成形面１２ａ及び型締め面１２ｂが形成されている。成形面１２ａは、芯材３の背面に対応した形状を有している。型締め面１２ｂは、下型１１の型締め面１１ｂに対応して水平な平面として形成されており、成形面１２ａを囲むように環状に延びている。

挟持部材１３，１３は、芯材３となるべき素材４の端部を上下に挟持する。この場合、挟持部材１３，１３は、素材４の前後又は左右の両端部だけを挟持してもよく、前後左右の全ての端部を挟持してもよい。

ヒータ１４，１４は、挟持部材１３，１３に挟持された素材４をその上下方向から加熱するためのものであり、素材４の上下の各面とそれぞれ対向した図１に示す加熱位置と、上下の型１１，１２間から水平方向へ離間した待機位置との間を移動可能に配置されている。

次に、上記構成の成形装置１０を用いてドアトリム１を成形する場合について説明する。ドアトリム１の成形に際しては、前持って成形された表皮２を下型１１の成形面１１ａに予め装着しておく。表皮２は、雌引き真空成形法等の真空成形法、その他の成形法によって成形可能であるが、成形コストが安価で、表面が綺麗であることから、スラッシュ成形法によって成形するのが望ましい。また、図１に示すように、挟持部材１３，１３によって素材４の端部を挟持させる。この場合、素材４は、その厚さ方向を上下方向に向けた状態、つまり水平になった状態で挟持される。

素材４としては、所定の温度に加熱されると、軟化するのみならず、その厚さ方向に膨張するようなものが用いられる。そのような素材４としては、図５に示すものがある。この素材４は、樹脂からなる母材４ａと、その内部に埋設された多数のガラス繊維４ｂとを有している。母材４ａは、薄い（例えば２〜３ｍｍ程度の厚さ）板状をなしており、常温では固体として所定の強度を有し、所定の温度に加熱すると軟化する樹脂によって構成されている。この実施の形態では、母材４ａを構成する樹脂として、ポリプロピレン又はポリエチレンが用いられている。一方、ガラス繊維４ｂは、素材４の強度を向上させるためのものであり、母材４ａ中に弾性的に折り曲げられた状態で埋設されている。この場合、ガラス繊維４ｂは、母材４ａが所定の硬度を有している状態では、母材４ａにより弾性変形した状態で拘束されている。しかし、母材４ａが加熱軟化すると、図６に示すように、ガラス繊維４ｂは、それ自体の弾性によって復帰変形する。これに伴って、母材４ａの各部が上下方向に移動させられ、素材４の厚さが厚く（例えば、３〜８倍程度に厚く）なるように素材４が上下方向（厚さ方向）に膨張する。勿論、素材４の内部には、膨張した分の容積と等しい容積の空間が発生し、素材４の内部は、あたかも発泡樹脂が発泡したときと同様の状況を呈する。ガラス繊維４ｂに代えて、炭素繊維やステンレスなどの金属繊維等が用いられることもある。

上記素材４に代えて、母材の内部に発泡剤が埋設された素材を用いることも可能である。例えばポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等の樹脂を母材とし、二酸化炭素や窒素ガスで発泡する素材を用いることができる。そのような素材を用いる場合には、素材の加熱軟化に伴って発泡剤が発泡することにより、素材の厚さが増大するように素材が膨張することになる。

次に、ヒータ１４，１４を待機位置から加熱位置まで移動させる。そして、ヒータ１４，１４により、素材４をその上下両面から加熱する。素材４を所定の温度まで加熱すると、素材４がその厚さ方向に膨張する。その後、図２に示すように、ヒータ１４，１４を待機位置まで移動させ、上下の型１１，１２間から離間させる。

次に、上下の型１１，１２を接近移動させる。この場合、上下の型１１，１２は、少なくとも成形面１１ａ，１２ａの上下方向の距離が膨張した素材４の厚さより小さくなるまで接近移動させる。この実施の形態では、加熱膨張した素材４が加熱前の厚さとほぼ等しい厚さになるまで上下の型１１，１２を接近移動させている。上下の型１１，１２をこのように移動させると、成形面１１ａ，１２ａが素材４を表皮２を介して挟持する。この結果、素材４が成形面１１ａに表皮２を介して押し付けられるとともに、成形面１２ａに押し付けられる。これにより、素材４から芯材３が成形される。しかも、素材４は、表皮２に押し付けられることによって表皮２に固着される。この場合、素材４の母材４ａが表皮２と同一の樹脂で構成されているときのように、素材４が表皮２に溶着ないしは融着可能である樹脂によって構成されているときには、素材４（芯材３）がその成形と同時に表皮２に溶着ないしは融着される。一方、素材４が表皮２に溶着不能な材質で構成されているときには、表皮２の背面に接着剤を予め塗布しておけばよい。その場合には、素材４がその成形と同時に表皮２に接着される。

次に、上下の型１１，１２を上下方向へ離間させる。そして、互いに固着された表皮２及び素材４を成形面１１ａ又は１２ａから取り外す。その後、素材４のうちの余分な部分を切除する。これによって、表皮２と芯材３とからなるドアトリム１が製造される。

上記の成形方法によれば、素材４が表皮２に押し付けられるとき、素材４は厚さ方向に膨張しており、同方向に容易に、しかも大きく変形することが可能な状態になっている。したがって、表皮２に押し付けられた素材４は、表皮２の背面の凹凸に対応して変形して凹凸を吸収する。その結果、素材４と表皮２との固着面間に隙間が生じることがなく、両者は全体にわたって密着する。よって、表皮２と素材４（芯材３）との固着強度を向上させることができる。

また、上記の成形方法では、固体の素材４が用いられているので、上下の型１１，１２間から液状の素材が漏れることがない。したがって、上下の型１１，１２については、成形面１１ａ，１２ａを除き、高精度にする必要がしない。よって、上下の型１１，１２を安価に成形することができる。しかも、成形面１１ａ，１２ａ間に液状の素材を充填することがないので、芯材３の厚さが薄い場合であっても十分に成形することができる。

さらに、表皮２と芯材３との間に多孔質シートを介在させたりする必要がないので、その分だけ内装品の成形費を低減することができるとともに、内装品が過度に厚くなったり、芯材が過度に薄くなるような事態を未然に防止することができる。

なお、この発明は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記の実施の形態では、ドアトリム１を成形対象としているが、この発明の成形方法は、インストルメントパネル、ピラートリム等の他の車両用内装品を成形対象とすることができる。

この発明に係る成形方法を実施するための成形装置を示す断面図である。 同成形装置を、ヒータを除いた状態で示す断面図である。 同成形装置を、上下の型を型締めした状態で示す断面図である。 この発明に係る成形方法によって成形される車両用内装品の一例たるドアトリムを示す断面図である。 この発明に係る成形方法を実施する際に用いられる素材を膨張する前の状態で示す断面図である。 同素材を膨張した後の状態で示す断面図である。

符号の説明

１ ドアトリム（車両用内装品）
２ 表皮
３ 芯材
４ 素材
４ａ 母材
４ｂ ガラス繊維
１０ 車両用内装品の成形装置
１１ 下型（金型）
１１ａ 成形面
１２ 上型（金型）
１２ａ 成形面

Claims (4)

1. 互いに対向して配置された一対の金型のうちの、一方の金型の成形面に予め成形された表皮が装着され、加熱軟化された薄板状の素材を上記一方の金型の成形面と他方の金型の成形面とで上記表皮を介して挟持することにより、上記素材から芯材を成形すると同時に上記芯材と上記表皮とを固着する車両用内装品の成形方法において、
   上記素材として、加熱軟化に伴って厚さが増大するように膨張する素材が用いられ、膨張した素材が上記一対の金型の成形面により上記表皮を介して挟持されることを特徴とする車両用内装品の成形方法。
2. 上記表皮がスラッシュ成形法によって成形されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用内装品の成形方法。
3. 上記素材が、加熱軟化する樹脂からなる母材と、この母材の内部に弾性的に変形された状態で埋設されたガラス繊維とを有し、上記ガラス繊維が上記母材の加熱軟化に伴って弾性的に復帰変形することによって上記素材が膨張することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用内装品の成形方法。
4. 上記素材が、加熱軟化する樹脂からなる母材と、この母材の内部に埋設された発泡剤とを有し、上記発泡剤が上記素材の加熱軟化に伴って発泡することによって上記素材が膨張することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用内装品の成形方法。

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