JP2015164763A - サンドイッチパネルおよびサンドイッチパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱可塑性樹脂製芯材及び補強材を内部にインサートしたサンドイッチパネルにおいて、熱可塑性樹脂製芯材の寸法公差に係わらず、補強材を熱可塑性樹脂製芯材に圧入嵌合確保可能とすることで、熱可塑性樹脂製芯材と補強材とを一体化したサンドイッチパネル及びその製造方法の提供。
【解決手段】２枚の樹脂製表皮材シート１２Ａ，１２Ｂと、その間に介在する熱可塑性樹脂製芯材１３とを有し、芯材１３の各面が対応する表皮材シート１２と面接着され、両表皮材シート１２Ａ，１２Ｂの間で芯材１３と一体接合される補強材１５が設けられるサンドイッチパネルであって、補強材１５は、長手方向に所定長さに亘って延び、かつ側方に開口するように形成された凹部５０を備え、芯材１３は矩形平板状であり、凹部５０に対して、側方から圧入嵌合可能な凸部５４を有し、凸部５４と凹部５０を互いに圧入嵌合することで、熱可塑性芯材１３と補強材１５とを一体化した。
【選択図】図３

Description

本発明は、サンドイッチパネルおよびサンドイッチパネルの製造方法に関し、より詳細には、樹脂製芯材および補強材を内部にインサートしたサンドイッチパネルにおいて、樹脂製芯材の寸法公差に係わらず、補強材を樹脂製芯材に圧入嵌合確保可能とすることで、樹脂製芯材と補強材とを一体化したサンドイッチパネルおよびサンドイッチパネルの製造方法に関する。

軽量性および剛性確保の観点から、種々の用途に対して、樹脂製サンドイッチパネルが採用されている。
この樹脂製サンドイッチパネルは、２枚の樹脂製表皮材シートと、両表皮材シートとの間に介在する熱可塑性樹脂製芯材とを有し、該熱可塑性樹脂製芯材の各面が対応する樹脂製表皮材シートと面接着されており、特許文献１に開示されているように、さらなる剛性確保の観点から、両表皮材シートの間で熱可塑性樹脂製芯材と一体接合される補強材が設けられるものもある。
より具体的には、熱可塑性樹脂製芯材は、分割タイプであり、補強材は、H型押出リンフォースであり、熱可塑性樹脂製芯材の隣接する分割部の間に介在するように、一方の側方に開口する第１凹部と、他方の側方に開口する第２凹部とを有し、熱可塑性樹脂製芯材の端部に、補強材の所定長さ以上の長さを有し、凹部に対して、側方から圧入嵌合可能な凸部が設けられ、補強材が熱可塑性樹脂製芯材と面一となるように、凸部は、熱可塑性樹脂製芯材の端部を一段低くした係合段部により形成される。

特許文献１には、補強材と熱可塑性樹脂製芯材との間の圧入嵌合を可能とするために、種々の態様が開示されている。
より詳細には、補強材の開口の互いに対向する一方および/又は他方の縁部には、開口を狭める向きに延びる鉤状部が設けられ、それに応じて、熱可塑性樹脂製芯材の凸部には、鉤状部に係合する溝が設けられるタイプが開示されている。
また、補強材の凹部には、長手方向に延びる多数状の山形細溝が設けられるタイプが開示されている。
さらに、熱可塑性樹脂製芯材の凸部には、切込みが設けられるタイプが開示されている。
しかしながら、このような従来の補強材付サンドイッチパネルには、樹脂製芯材の成形の際の寸法ばらつきに起因して、以下のような技術的問題点が存する。

第１に、成形された樹脂製芯材に対して補強材を圧入嵌合困難となる点である。
より詳細には、樹脂製芯材、特に中実状の発泡樹脂製芯材を成形する際、厚み方向の寸法のバラツキが大きいことから、寸法公差が最大となった場合には、凸部の厚みが長手方向全体に亘って、凹部の内面同士の間隔より大きく設定されていると、補強材に対する樹脂製芯材の圧入嵌合が困難となる場合が生じる。

第２に、成形された樹脂製芯材と補強材とを一体保持するのが困難で、樹脂製サンドイッチパネルの効率的な製造に支障をきたす点である。
より詳細には、第１の場合とは逆に、寸法公差が最小となった場合には、凸部の厚みが長手方向全体に亘って一様に設定されていると、補強材が樹脂製芯材から脱落することがある。この場合、樹脂製サンドイッチパネルの製造工程は、従来、分割金型の間に、２条の溶融状態の樹脂製シートを配置し、補強材と樹脂製芯材とを一体部品としたうえで、インサートロボットにセットし、インサートロボットにより一体部品を樹脂製シートに対して位置決めし、分割金型を型締めすることにより行われる。
このことから、補強材と樹脂製芯材とを一体部品とするために、たとえばホットメルトにより補強材と樹脂製芯材とを接着する別工程が必要となり、樹脂製サンドイッチパネルの効率的な製造に支障をきたすことがある。
特開２０１０−１７４５７７号

以上の技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、樹脂製芯材および補強材を内部にインサートしたサンドイッチパネルにおいて、樹脂製芯材の寸法公差に係わらず、補強材を樹脂製芯材に圧入嵌合確保可能とすることで、樹脂製芯材と補強材とを一体化したサンドイッチパネルおよびサンドイッチパネルの製造方法を提供することにある。

上記課題を達成するために、本発明のサンドイッチパネルは、
２枚の樹脂製表皮材シートと、両表皮材シートとの間に介在する熱可塑性樹脂製芯材とを有し、該熱可塑性樹脂製芯材の各面が対応する樹脂製表皮材シートと面接着され、両表皮材シートの間で該熱可塑性樹脂製芯材と一体接合される補強材が設けられるサンドイッチパネルであって、
前記補強材は、長手方向に所定長さに亘って延び、かつ側方に開口するように形成された凹部を備え、
前記熱可塑性樹脂製芯材は、矩形平板状であり、その周側面部に、前記凹部に対して、側方から圧入嵌合可能な凸部を有し、
該凸部には、前記凹部の互いに対向する内面それぞれに対向する対向面が前記周側面部から突出する向きに設けられ、
該対向面の少なくとも一方には、長手方向に間隔を隔てた複数の突起部が設けられ、
それぞれの突起部には、圧入嵌合の際、前記凹部の内面に密着可能なように、前記対向面から所定高さを有する、構成としている。

以上の構成を有するサンドイッチパネルによれば、樹脂製芯材および補強材を内部にインサートしたサンドイッチパネルにおいて、樹脂製芯材の凸部を補強材の凹部に圧入嵌合することにより一体化する際、凸部には、凹部の互いに対向する内面それぞれに対向する対向面が周側面部から突出する向きに設けられ、対向面の少なくとも一方には、長手方向に間隔を隔てた複数の突起部が設けられ、それぞれの突起部は、圧入嵌合の際、凹部の内面に密着可能なように、対向面から所定高さを有することから、樹脂製芯材の厚み寸法公差が最大となった場合でも、補強材に対する樹脂製芯材の圧入嵌合を確保することが可能であるとともに、厚み寸法公差が最小となった場合でも、補強材の樹脂製芯材からの脱落を防止することが可能であり、総じて、樹脂製芯材の寸法公差に係わらず、補強材を樹脂製芯材に圧入嵌合確保可能とすることで、樹脂製芯材と補強材とを一体化することが可能である。

また、前記凸部を圧入嵌合する際、前記突起部が圧縮変形して、前記凹部の内面に密着する密着面を形成するのがよい。
さらに、前記突起部は、前記補強材の長手方向に直交する断面において、少なくとも前記補強材が圧入嵌合される前記凸部の先端側に、傾斜面またはなだらかな曲面を有するのがよい。
さらにまた、前記密着面は、前記傾斜面またはなだらかな曲面から前記周側面部寄りに形成されるのがよい。
加えて、前記熱可塑性樹脂製芯材は、前記補強材の所定長さ以上の長さを有し、前記補強材はその端部において、前記熱可塑性樹脂製芯材から突出しないように圧入嵌合されるのがよい。

また、前記複数の突起部は、前記対向面のそれぞれに設けられるのがよい。
さらに、前記熱可塑性樹脂製芯材は、発泡樹脂製の中実一体成形品であり、
一方の前記対向面の前記突起部の上端側の前記密着面と、他方の前記対向面の前記突起部の下端側の前記密着面との間隔は、前記凹部の対向する内面同士の間隔より少なくとも大きく設定され、
想定される前記熱可塑性樹脂製芯材の厚みの寸法公差範囲内において、前記凸部が前記凹部に対して側方から圧入嵌合可能なように、前記複数の突起部の前記密着面の高さおよび/または面積を設定するのがよい。
さらにまた、前記複数の突起部は、最小寸法公差においても前記凸部の前記凹部からの脱落が防止され、かつ最大寸法公差においても前記凸部の前記凹部への圧入嵌合が確保可能なように、前記密着面の高さと面積とを設定するのがよい。
加えて、前記凸部の前記凹部への圧入嵌合の際、前記対向面が、前記凹部の前記内面に対して非接触となるように、前記凸部の厚みを設定するのでもよい。

さらに、前記熱可塑性樹脂製芯材は、分割タイプであり、前記補強材は、前記熱可塑性樹脂製芯材の隣接する分割部の間に介在するように、一方の側方に開口する第１凹部と、他方の側方に開口する第２凹部とを有するのでもよい。
さらにまた、前記補強材は、Ｈ型押出リンフォースであり、前記熱可塑性樹脂製芯材を前記補強材に圧入嵌合する際、前記熱可塑性樹脂製芯材と前記補強材とが略面一となるように、前記凸部の前記対向面は、前記熱可塑性樹脂製芯材の対応する表面から低く設定されるのがよい。
加えて、前記凸部の根元部には、前記熱可塑性樹脂製芯材を前記補強材に圧入嵌合する際、前記Ｈ型押出リンフォースのコの字による開口部側の側面部に当接可能なように、前記対向面と協働して段差を形成する当接面が設けられるのがよい。
さらに、前記対向面は、前記対向面同士の間隔が前記当接面から離間する向きに先細となるように、傾斜状に形成されるのがよい。

上記課題を達成するために、本発明のサンドイッチパネルの成形方法は、
２枚の樹脂製表皮材シートの間に挟み込まれる樹脂製芯材を有するサンドイッチパネルの成形方法であって、
長手方向に所定長さに亘って延び、かつ側方に開口するように形成された凹部を備える補強材と、凹部に対して長手方向に部分的に圧入嵌合可能な凸部を周側面部に有する熱可塑性樹脂製芯材とを予め準備する段階と、
一対の分割形式の金型それぞれのキャビティの周縁部に形成された環状のピンチオフ部のまわりにはみ出す形態で、２条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートを、一対の分割形式の金型間に配置する段階と、
前記凹部に対して前記凸部を長手方向に部分的に圧入嵌合することにより、補強材と熱可塑性樹脂製芯材とを一体部品化して、熱可塑性樹脂製シートに対して位置決めする段階と、
２条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートの間に前記一体部品を挟み込むように、前記一対の分割金型を型締め位置まで移動することにより、２条の熱可塑性樹脂製シートの内表面同士を一対の分割金型のピンチオフ部に沿って溶着させて、２条の熱可塑性樹脂製シートの周縁部同士を一体化するとともに、前記一体部品を対応する樹脂製表皮材シートに面接着する段階とを有する、構成としている。

本発明に係るサンドイッチパネルおよびその成形方法の第１実施形態について、図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。

サンドイッチパネルは、自動車用、航空機用、車両・船舶用、建材用、各種電気機器のハウジング用、スポーツ・レジャー用の撓み剛性または曲げ座屈に強い構造部材として好適に用いることができるものである。特に自動車等の構造部材として軽量化の観点から燃費向上を図ることができるものであり、具体的には、カーゴフロアボード、デッキボード、リアパーセルシェルフ、ルーフパネル、ドアトリムなどの内装パネル、その他ドアインナーパネル、プラットフォーム、ハードトップ、サンルーフ、ボンネット、バンパー、フロアスペーサー、ディビアパッドなどの構造部材として軽量化に貢献するものであり、サンドイッチパネルの形状は製品の目的に応じて適宜決定することができる。
図７に示すように、本実施形態では、サンドイッチパネルとして、軽量化かつ高剛性が要求される自動車のカーゴフロアリッドに用いられる場合を例として、以下に説明する。

図１ないし図３に示すように、このようなサンドイッチパネル１０は、おもて面側表皮材シート１２Ａと裏面側表皮材シート１２Ｂと、両表皮材シート１２Ａ，Ｂの間に介在する発泡性の熱可塑性樹脂製芯材１３と、おもて面側表皮材シート１２Ａの外表面に貼り合わされた化粧材シート１４とを有し、熱可塑性樹脂製芯材１３の各面が対応する樹脂製表皮材シートと面接着され、両表皮材シートの間で熱可塑性樹脂製芯材１３と一体接合される補強材１５が設けられ、サンドイッチパネル１０は、化粧材シート１４、おもて面側表皮材シート１２Ａ、熱可塑性樹脂製芯材１３、および裏面側表皮材シート１２Ｂの積層構造物として構成される。

表皮材シート１２は、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、エンジニアリングプラスチックスなどから形成されたシートからなる。熱可塑性樹脂製芯材１３の両側に設けられる表皮材シート１２間の間隔、すなわち熱可塑性樹脂製芯材１３の嵩（厚み）を確保し、サンドイッチパネル１０全体としての剛性、特に曲げ剛性を確保する観点から、表皮材シート１２の剛性としては、少なくとも熱可塑性樹脂製芯材１３の剛性より高い材質が要求される。表皮材シート１２は、サンドイッチパネル１０の上面壁および下面壁を構成し、好ましくはサンドイッチパネル１０の外周において表皮材シート１２Ａと表皮材シート１２Ｂの末端をピンチオフ部によって溶着一体化して側壁を構成する。サンドイッチパネル１０の外周の側壁と熱可塑性樹脂製芯材１３の外周には隙間が形成されており、これにより成形後の表皮材シート１２と熱可塑性樹脂製芯材１３との熱収縮の差によってサンドイッチパネル１０の変形を防止することができる。
より詳細には、表皮材シート１２は、ドローダウン、ネックインなどにより肉厚のバラツキが発生することを防止する観点から溶融張力の高い樹脂材料を用いることが好ましく、一方で金型への転写性、追従性を良好とするため流動性の高い樹脂材料を用いることが好ましい。

表皮材シート１２の表面に化粧材シート１４を設ける場合において、化粧材シート１４とは、外観性向上、装飾性、成形品と接触する物（例えば、カーゴフロアボードの場合、ボード上面に載置される荷物など）の保護を目的として構成されるものである。化粧材シート１４の材質は、繊維表皮材シート状表皮材、フィルム状表皮材等が適用される。

図１および図２に示すように、補強材１５は、２本採用され、互いに平行に配置されており、いずれもＨ型押出リンフォースであり、長手方向に所定長さに亘って延び、かつ側方に開口するように形成された凹部５０を備え、より具体的には、補強材１５はいずれも、熱可塑性樹脂製芯材１３の隣接する分割部の間に介在するように、一方の側方に開口する第１凹部５０Ａと、他方の側方に開口する第２凹部５０Ｂとを有する。

補強材１５は、熱可塑性樹脂製芯材１３の端部と同じ長さの長尺状(図２参照)であり、熱可塑性樹脂製芯材１３の凸部５４を補強材１５の凹部５０にそれぞれ圧入嵌合することにより、熱可塑性樹脂製芯材１３と補強材１５とを一体とした内装品２０となるようにしている。補強材１５は、アルミニウムなどの金属製あるいは硬質のプラスチック製である。なお、補強材１５は、Ｈ型押出リンフォースのほか、Ｃ形、コ字形等であって熱可塑性樹脂製芯材１３に嵌合一体化可能な形状であれば適宜のものでよい。

熱可塑性樹脂製芯材１３は、図２に示すように、中実の矩形平板状であり、分割タイプ（本実施形態では、３分割）であり、図３および図４に示すように、その周側面部５２に、凹部５０に対して、側方から圧入嵌合可能な凸部５４を有する。
熱可塑性樹脂製芯材１３を補強材１５に圧入嵌合する際、熱可塑性樹脂製芯材１３と補強材１５とが面一となるように、凸部５４の対向面５７は、熱可塑性樹脂製芯材１３の対応する表面から低く設定される。
凸部５４の根元部には、熱可塑性樹脂製芯材１３を補強材１５に圧入嵌合する際、Ｈ型押出リンフォースのコの字による開口部側の側面部２３に当接可能なように、対向面５７と協働して段差を形成する当接面６１が設けられる。

図３ないし図５に示すように、凸部５４には、凹部５０の互いに対向する内面５６それぞれに対向する対向面５７が周側面部５２から突出する向きに設けられ、対向面５７の各面には、長手方向に間隔を隔てた複数の突起部５８が設けられる。それぞれの突起部５８は、補強材１５が圧入嵌合される凸部５４の先端側に、傾斜面６６を有し、傾斜面６６に連続して、対向面５７と平行に凸部５４の根元部まで延びる平面６７を有する。傾斜面６６の傾斜角度は、熱可塑性樹脂製芯材１３の補強材１５への圧入嵌合しやすさを考慮して決定すればよい。
それぞれの突起部５８には、圧入嵌合の際、凹部５０の内面５６に密着可能なように、対向面５７から所定高さをなす密着面５９が形成され、密着面５９は、傾斜面６６から周側面部５２寄りに形成される。
より具体的には、図１０に示すように、突起部５８の対向面５７からの高さは、圧入嵌合前の高さAから、圧入嵌合後の高さaに低減し、圧縮変形された突起部５８の頂面が密着面５９を形成する。

熱可塑性樹脂製芯材１３は、発泡樹脂製の中実一体成形品であり、一方の対向面５７の突起部５８の密着面５９と、他方の対向面５７の突起部５８の密着面５９との間隔は、凹部５０の対向する内面５６同士の間隔より少なくとも大きく設定され、想定される熱可塑性樹脂製芯材１３の厚みの寸法公差範囲内において、凸部５４が凹部５０に対して側方から圧入嵌合可能なように、複数の突起部５８の密着面５９の高さおよび/または面積を設定するのがよい。より具体的には、複数の突起部５８は、最小寸法公差においても凸部５４の凹部５０からの脱落が防止され、かつ最大寸法公差においても凸部５４の凹部５０への圧入嵌合が確保可能なように、密着面５９の高さと面積とを設定するのがよい。
この場合、想定される熱可塑性樹脂製芯材１３の厚みの寸法公差範囲は、発泡倍率が高いほど、広い傾向にある一方、発泡倍率が高いほど、突起部５８の変形可能量は大きくなる傾向にある。

この点を考慮して、圧入嵌合させる際の熱可塑性樹脂製芯材１３の突起部５８の変形可能量および補強材１５と芯材との間の摩擦抵抗の観点から、以下のように、突起部５９の詳細を定めればよい。
補強材１５と熱可塑性樹脂製芯材１３との圧入嵌合の程度について、後に説明するように、サンドイッチパネルの成形の際、補強材１５と熱可塑性樹脂製芯材１３とを一体部品化して（内装品２０）、熱可塑性樹脂製シートに対して位置決めすることが可能であれば、十分であり、たとえば、インサートロボットにより一体部品を樹脂製シートに対して位置決めする際、熱可塑性樹脂製芯材１３が補強材１５から抜けないようにする観点から決定する。
その場合、圧入嵌合の程度が補強材１５と芯材との間の摩擦抵抗に影響を与えるところ、補強材１５の凹部５０の内面性状、熱可塑性樹脂製芯材１３の材質、発泡倍率、および想定される寸法誤差を考慮して、熱可塑性樹脂製芯材１３の複数の突起部５８に形成される密着面５９の総面積を定め、それにより、突起部５８の数、隣接する突起部５８の間隔D（図５参照）、各突起部５８の幅Wおよび長さL（図４参照）を決定すればよい。なお、複数の突起部５８は、補強材１５の長手方向に均等に分散して配置するのが好ましい。

なお、凸部５４の凹部５０への圧入嵌合の際、対向面５７が、凹部５０の内面５６に対して非接触となるように、凸部５４の厚みを設定する。
変形例として、図６（A）に示すように、傾斜面６６は、圧入嵌合がしやすくなる限り、平面状の傾斜面でなく、なだらかな曲面状、たとえば円弧状でもよく、あるいは、図６（Ｂ）に示すように、傾斜面６６は、凸部５４の根元部まで延び、対向面５７と平行な平面を有さない場合でもよい。図６（Ｂ）のような場合、凸部５４の凹部５０への嵌合深さを調整することにより、圧入嵌合の加減を調整することが可能である。

熱可塑性樹脂製芯材１３は、発泡剤を添加した樹脂により形成される。熱可塑性樹脂製芯材１３を形成する樹脂としては、エチレン、プロピレン、ブテン、イソプレンペンテン、メチルペンテン等のオレフィン類の単独重合体あるいは共重合体であるポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン）、ポリアミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のアクリル誘導体、ポリカーボネート、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−プロピレン−ジエン類等のターポリマー、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、熱可塑性ポリイミド等の熱可塑性樹脂およびフェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド等の熱硬化性樹脂が挙げられる。なお、これらは一種類を単独で用いても、二種類以上を混合して用いてもよい。特に、熱可塑性樹脂製芯材１３と表皮材シート１２とを同材質とすることにより熱溶着によって溶剤等を用いることなく接着させることができ、熱溶着可能な発泡ビーズを型内に導入し、蒸気を循環させることにより発泡ビーズを二次発泡させるとともに、型内の形状に成形された熱可塑性樹脂製芯材１３として予め準備する。

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。超臨界流体としては、二酸化炭素、窒素などを用いて作ることが好ましく、窒素であれば臨界温度１４９．１℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上、二酸化炭素であれば臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上とすることにより得られる。

次に、図８に示すように、サンドイッチパネル１０の成形装置６０は、押出装置６２と、押出装置６２の下方に配置された型締装置６４とを有し、押出装置６２から押出された溶融状態の樹脂シートPを型締装置６４に送り、型締装置６４により溶融状態の樹脂シートPを成形するようにしている。
一方、型締装置６４も、押出装置６２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７３と、金型７３を溶融状態の樹脂シート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金型駆動装置とを有する。

２つの分割形式の金型７３は、キャビティ７４を対向させた状態で配置され、それぞれキャビティ７４が略鉛直方向を向くように配置される。それぞれのキャビティ７４の表面には、より正確には、後に説明する環状のピンチオフ部７６の内側には、溶融状態の樹脂シートPに基づいて成形される表皮材シート１２の外形、および表面形状に応じて凹凸部が設けられる。

２つの分割形式の金型７３それぞれにおいて、キャビティ７４のまわりには、ピンチオフ部７６が形成され、このピンチオフ部７６は、キャビティ７４のまわりに環状に形成され、対向する金型７３に向かって突出する。これにより、２つの分割形式の金型７３を型締する際、それぞれのピンチオフ部７６の先端部が当接し、溶融状態の樹脂シートPの周縁にパーティングラインＰＬが形成されるようにしている。

２つの分割形式の金型７３の間には、一対の金型７３と入れ子式に、キャビティ７４と略平行に一対の枠部材７５が配置され、一対の枠部材７５はそれぞれ、開口を有し、図示しない枠部材駆動装置により一対の枠部材７５を水平方向に移動させるようにしている。これにより、一対の枠部材７５それぞれを対応する溶融状態の樹脂シートPに向かって移動して、樹脂シートPを保持し、その状態で逆向きに、対応する金型７３のピンチオフ部７６の先端が開口を通じて樹脂シートPの表面に当接するまで移動させることが可能としている。

金型駆動装置については、従来と同様のものであり、その説明は省略するが、２つの分割形式の金型７３はそれぞれ、金型駆動装置により駆動され、開位置において、２つの分割金型７３の間に、２枚の溶融状態の樹脂シートPが、互いに間隔を隔てて配置可能なようにされ、一方閉位置において、２つの分割金型７３のピンチオフ部７６が当接し、環状のピンチオフ部７６が互いに当接することにより、２つの分割金型７３内に密閉空間が形成されるようにしている。なお、図８において、参照番号７７は、通気接触面、参照番号７８は、真空チャンバー、参照番号７９は、大気開放ピンである。

次に、サンドイッチパネル１０の成形方法について説明する。
まず、熱可塑性樹脂製芯材１３を型内ビーズ発泡成形等により所定の形状に予め成形しておき、補強材１５に対して圧入嵌合させて、一体化して、内装材２３を完成しておく。
熱可塑性樹脂製芯材１３の凸部５４を補強材１５の凹部５０に圧入嵌合することにより一体化する際、凸部５４には、凹部５０の互いに対向する内面５６それぞれに対向する対向面５７が周側面部５２から突出する向きに設けられ、対向面５７の少なくとも一方には、長手方向に間隔を隔てた複数の突起部５８が設けられ、それぞれの突起部５８には、圧入嵌合の際、凹部５０の内面５６に密着可能なように、対向面５７から所定高さをなす密着面５９が形成されることから、熱可塑性樹脂製芯材１３の厚み寸法公差が最大となった場合でも、補強材１５に対する熱可塑性樹脂製芯材１３の圧入嵌合を確保することが可能であるとともに、厚み寸法公差が最小となった場合でも、補強材１５の熱可塑性樹脂製芯材１３からの脱落を防止することが可能であり、総じて、熱可塑性樹脂製芯材１３の寸法公差に係わらず、補強材１５を熱可塑性樹脂製芯材１３に圧入嵌合確保可能とすることで、熱可塑性樹脂製芯材１３と補強材１５とを一体化して、内装品２０とすることが可能である。

次いで、シート状の化粧材シート１４を２つの分割金型７３の側方から一方の分割金型７３と一方の枠部材７５との間に挿入し、一方の分割金型７３に設けた仮止ピン（図示せず）により、シート状の化粧材シート１４を一方の分割金型７３のキャビティ７４を覆うように仮止めする。
次いで、図８に示すように、溶融状態の熱可塑性樹脂製樹脂シートPを各ダイスリットから鉛直下方に押し出して、２条の樹脂シートPを２つの分割金型７３の間に供給し、それとともに枠部材駆動装置により一対の枠部材７５を対応する樹脂シートPに向けて移動する。

次いで、樹脂シートPを保持した枠部材７５を、対応する分割金型７３に向かって枠部材７５の開口を通じて金型７３のピンチオフ部７６が樹脂シートPのキャビティ７４に対向する面に当接するまで移動する。これにより、樹脂シートPのキャビティ７４に対向する面、ピンチオフ部７６およびキャビティ７４により密閉空間が形成される。

次いで、それぞれの分割金型７３を通じて密閉空間内を吸引し、それにより対応する樹脂シートPがキャビティ７４に対して押圧され、キャビティ７４に沿った形状に賦形される。なお、一方の樹脂シートPについては、賦形されるとともに、樹脂シートPとキャビティ７４との間に介在する化粧材シート１４に溶着する。
次いで、マニピュレータ（図示せず）の吸着盤により保持された内装品２０を２つの分割金型７３の間に側方より挿入する。

次いで、図９に示すように、マニピュレータを右側の分割金型７３に向かって水平方向に移動させることにより、右側の分割金型７３のキャビティ７４に吸着された樹脂シートPに対して内装品２０を押し付ける。これにより、内装品２０を樹脂シートPに溶着する。次いで、吸着盤を内装品２０から脱着して、マニピュレータを２つの分割金型７３の間から引き抜き、型締の準備を行う。

次いで、金型駆動装置により２つの分割金型７３を開位置より互いに近づく向きに閉位置まで移動させて、型締する。これにより、一方の樹脂シートP（図面右側）に溶着された内装品２０は、他方の樹脂シートPに溶着されるとともに、樹脂シートP同士の周縁が溶着されてパーティングラインＰＬが形成される。なお、型締の際、内装品２０自体は、表皮材シート１２とは異なり、予め成形されたコールドな状態で溶融状態の表皮材シート１２に対して溶着するため、内装品２０自体は、型締により変形を受けないように予め位置決めされている。

以上で、化粧材シート１４、表皮材シート１２、内装品２０および表皮材シート１２が積層されたサンドイッチパネル１０が完成する。
次いで、２つの分割金型７３を型開きし、完成したサンドイッチパネル１０からキャビティ７４を離間させ、パーティングラインＰＬまわりに形成されたバリを除去する。
以上で、サンドイッチパネル１０の成形が完了する。

以下、本発明の第２の実施形態を図面を参照しながら説明する。以下の説明において、第１の実施形態と同様な構成要素には同様な参照番号を付することにより、その説明は省略し、本実施形態の特徴について、詳細に説明する。
図１１に示すように、本実施形態の特徴は、補強材１５の形状と、それに応じた熱可塑性樹脂製芯材１３の突起部５８の態様とである。
補強材１５について、コの字断面の開口部を狭めるように、補強材１５の端縁部を凹部５０の内面側に屈曲させた一対のフック部６７を有する。一対のフック部６７の端面同士の間隔は、凸部５４の対向面５７同士の間隔以上であり、突起部５８の平面６７同士の間隔より小さく設定される。一対のフック部６７はそれぞれ、補強材１５の長手方向全体に亘って延びるのが好ましい。
突起部５８の各々について、突起部５８の根元側の端面７１と段部との間には、凹部６９が設けられ、熱可塑性樹脂製芯材１３を補強材１５に圧入嵌合する際、フック部６７が凹部６９に係止するようにしている。凹部６９の幅は、フック部６７の幅以上であり、場合により、凹部６９の幅をフック部６７の幅と同じにして、フック部６７が凹部６９に嵌るようにしてもよい。
以上の構成によれば、熱可塑性樹脂製芯材１３を補強材１５に圧入嵌合する際、突起部５８が圧縮変形し、一対のフック部６７それぞれを対応する突起部５８を乗り越えて、対応する凹部６９に引っ掛けることにより、熱可塑性樹脂製芯材１３の補強材１５からの抜けを確実に防止することが可能である。この場合、一対のフック部６７を設けることから、突起部５８の凹部５０の内面５６に対する密着の程度は、第１実施形態の場合より、弱くてもよい。
この点において、本実施形態は、熱可塑性樹脂製芯材１３の発泡倍率が高く、それにより突起部５８の圧縮変形可能量が大きい場合に、特に有効である。

以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば、種々の修正あるいは変更が可能である。
たとえば、本実施形態において、熱可塑性樹脂製芯材１３を発泡樹脂製の中実状のものとして説明したが、それに限定されることなく、成形の際、厚み方向に寸法公差を生じる可能性がある限り、発泡樹脂製でなく単なる熱可塑性樹脂製でもよく、あるいは中実状でなく、中空状のものでもよい。
たとえば、本実施形態において、熱可塑性樹脂製芯材１３の凸部５４に設ける複数の突起部５８を凸部５４の対向面５７それぞれに設けるものとして説明したが、それに限定されることなく、補強材１５の圧入嵌合の際、厚み方向の寸法公差を吸収可能である限り、凸部５４の対向面５７のいずれか一方に設けるのでもよい。
たとえば、本実施形態において、熱可塑性樹脂製芯材１３を３分割し、補強材１５を２つ設けるものとして説明したが、それに限定されることなく、サンドイッチパネルに要求される強度に応じて、単一設けるのでもよい。
たとえば、本実施形態において、熱可塑性樹脂製芯材１３は、補強材１５の所定長さ以上の長さを有し、補強材１５は、熱可塑性樹脂製芯材１３から突出しないように圧入嵌合されるものとして説明したが、それに限定されることなく、熱可塑性樹脂製芯材１３が補強材１５に対して強固に圧入嵌合可能である限り、熱可塑性樹脂製芯材１３は、補強材１５の所定長さより短い長さを有し、補強材１５が、熱可塑性樹脂製芯材１３から突出するのでもよい。

本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネルの斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネルの熱可塑性樹脂製芯材１３と補強材１５とが一体となった状態を示す斜視図である。 図１の線Ａ―Ａに沿う断面図である。 本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネルにおいて、補強材１５を熱可塑性樹脂製芯材１３に対して圧入嵌合する状況を示す部分斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネルの熱可塑性樹脂製芯材１３と補強材１５との連結部を示す部分平面図である。 本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネルにおいて、熱可塑性樹脂製芯材１３の凸部５４に設ける突起部５８の変形例を示す概略断面図である。 本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネルが自動車のカーゴフロアパネルとして用いられる例を示す概略側面図である。 本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネルの成形工程において、表皮材シートを分割形式の金型間に配置した状態を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネルの成形工程において、熱可塑性樹脂製芯材１３と補強材１５との一体部品を一方の表皮材シートに押し付けた状態を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネルにおいて、補強材１５を熱可塑性樹脂製芯材１３に対して圧入嵌合する際の突起部の変形状態を示す部分断面図である。 本発明の第２実施形態に係るサンドイッチパネルについて、図１０と同様な図である。

Ｐ パリソン
ＰＬ パーティングライン
Ｈ 突起部高さ
Ｄ 突起部間の間隔
１０ サンドイッチパネル
１２ 表皮材シート
１３ 熱可塑性樹脂製芯材
１４ 化粧材シート
１５ 補強材
２０ 内装品
２３ 側面部
５０ 凹部
５２ 周側面部
５４ 凸部
５６ 内面
５７ 対向面
５８ 突起部
５９ 密着面
６０ サンドイッチパネル成形装置
６１ 当接面
６６ 傾斜面
６７ フック部
６９ 凹部
７１ 端面
７３ 金型
７４ キャビティ
７５ 枠部材
７６ ピンチオフ部
７７ 通気接触面
７８ 真空チャンバー
７９ ブローピン

Claims (14)

1. ２枚の樹脂製表皮材シートと、両表皮材シートとの間に介在する熱可塑性樹脂製芯材とを有し、該熱可塑性樹脂製芯材の各面が対応する樹脂製表皮材シートと面接着され、両表皮材シートの間で該熱可塑性樹脂製芯材と一体接合される補強材が設けられるサンドイッチパネルであって、
   前記補強材は、長手方向に所定長さに亘って延び、かつ側方に開口するように形成された凹部を備え、
   前記熱可塑性樹脂製芯材は、矩形平板状であり、その周側面部に、前記凹部に対して、側方から圧入嵌合可能な凸部を有し、
   該凸部には、前記凹部の互いに対向する内面それぞれに対向する対向面が前記周側面部から突出する向きに設けられ、
   該対向面の少なくとも一方には、長手方向に間隔を隔てた複数の突起部が設けられ、
   それぞれの突起部は、圧入嵌合の際、前記凹部の内面に密着可能なように、前記対向面から所定高さを有する、
   ことを特徴とする、サンドイッチパネル。
2. 前記凸部を圧入嵌合する際、前記突起部が圧縮変形して、前記凹部の内面に密着する密着面を形成する、請求項１に記載のサンドイッチパネル。
3. 前記突起部は、前記補強材の長手方向に直交する断面において、少なくとも前記補強材が圧入嵌合される前記凸部の先端側に、傾斜面またはなだらかな曲面を有する、請求項１に記載のサンドイッチパネル。
4. 前記密着面は、前記傾斜面またはなだらかな曲面から前記周側面部寄りに形成される、請求項３に記載のサンドイッチパネル。
5. 前記熱可塑性樹脂製芯材は、前記補強材の所定長さ以上の長さを有し、前記補強材はその端部において、前記熱可塑性樹脂製芯材から突出しないように圧入嵌合される、請求項１に記載のサンドイッチパネル。
6. 前記複数の突起部は、前記対向面のそれぞれに設けられる、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のサンドイッチパネル。
7. 前記熱可塑性樹脂製芯材は、発泡樹脂製の中実一体成形品であり、
   一方の前記対向面の前記突起部の上端側の前記密着面と、他方の前記対向面の前記突起部の下端側の前記密着面との間隔は、前記凹部の対向する内面同士の間隔より少なくとも大きく設定され、
   想定される前記熱可塑性樹脂製芯材の厚みの寸法公差範囲内において、前記凸部が前記凹部に対して側方から圧入嵌合可能なように、前記複数の突起部の前記密着面の高さおよび/または面積を設定する、請求項６に記載のサンドイッチパネル。
8. 前記複数の突起部は、最小寸法公差においても前記凸部の前記凹部からの脱落が防止され、かつ最大寸法公差においても前記凸部の前記凹部への圧入嵌合が確保可能なように、前記密着面の高さと面積とを設定する、請求項７に記載のサンドイッチパネル。
9. 前記凸部の前記凹部への圧入嵌合の際、前記対向面が、前記凹部の前記内面に対して非接触となるように、前記凸部の厚みを設定する、請求項８に記載のサンドイッチパネル。
10. 前記熱可塑性樹脂製芯材は、分割タイプであり、前記補強材は、前記熱可塑性樹脂製芯材の隣接する分割部の間に介在するように、一方の側方に開口する第１凹部と、他方の側方に開口する第２凹部とを有する、請求項８に記載のサンドイッチパネル。
11. 前記補強材は、Ｈ型押出リンフォースであり、前記熱可塑性樹脂製芯材を前記補強材に圧入嵌合する際、前記熱可塑性樹脂製芯材と前記補強材とが略面一となるように、前記凸部の前記対向面は、前記熱可塑性樹脂製芯材の対応する表面から低く設定される、請求項１０に記載のサンドイッチパネル。
12. 前記凸部の根元部には、前記熱可塑性樹脂製芯材を前記補強材に圧入嵌合する際、前記Ｈ型押出リンフォースのコの字による開口部側の側面部に当接可能なように、前記対向面と協働して段差を形成する当接面が設けられる、請求項１０に記載のサンドイッチパネル。
13. 前記対向面は、前記対向面同士の間隔が前記当接面から離間する向きに先細となるように、傾斜状に形成される、請求項１２に記載のサンドイッチパネル。
14. ２枚の樹脂製表皮材シートの間に挟み込まれる樹脂製芯材を有するサンドイッチパネルの成形方法であって、
    長手方向に所定長さに亘って延び、かつ側方に開口するように形成された凹部を備える補強材と、凹部に対して長手方向に部分的に圧入嵌合可能な凸部を周側面部に有する熱可塑性樹脂製芯材とを予め準備する段階と、
    一対の分割形式の金型それぞれのキャビティの周縁部に形成された環状のピンチオフ部のまわりにはみ出す形態で、２条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートを、一対の分割形式の金型間に配置する段階と、
    前記凹部に対して前記凸部を長手方向に部分的に圧入嵌合することにより、補強材と熱可塑性樹脂製芯材とを一体部品化して、熱可塑性樹脂製シートに対して位置決めする段階と、
    ２条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートの間に前記一体部品を挟み込むように、前記一対の分割金型を型締め位置まで移動することにより、２条の熱可塑性樹脂製シートの内表面同士を一対の分割金型のピンチオフ部に沿って溶着させて、２条の熱可塑性樹脂製シートの周縁部同士を一体化するとともに、前記一体部品を対応する樹脂製表皮材シートに面接着する段階とを有する、ことを特徴とする樹脂製サンドイッチパネルの製造方法。

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