JP3588867B2 - 発泡成形品の表皮材カット工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発泡成形品の表皮材カット工法に関し、更に詳しくは、自動車のインストルメントパネル等の表面に開口部を成形する際に、表皮材自体の倒れ込みによって基材を重合させた際に該表皮材を外方へ押し倒すのを好適に防止し得る発泡成形品の表皮材カット工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の内装品には、その軽量化および装飾性を向上させると共に衝突時における運転者および同乗者への衝撃を緩和させるために、基材と表皮材との間にウレタンフォームを介在させた発泡成形品が好適に使用されている。例えば図１１のインストルメントパネル１０に代表されるものは、そのパネル本体を構成する基材１２と車両室内側に露出する表皮材１４との間にウレタン原液を注入し、これを発泡充填させることにより成形されるものであって、この発泡充填材によりインストルメントパネル全体がパッドとして機能するようになっている。この基材１２としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン，アクリロニトリル−スチレンのガラスフィラー入り熱可塑性樹脂のように圧縮成形や射出成形を容易になし得る硬質系樹脂が好適に採用される。また表皮材１４としては、熱可塑性樹脂シートや熱可塑性エラストマーフィルム等が使用される。
【０００３】
前述したインストルメントパネル１０のような発泡成形品は、内装品としての使用箇所や車格等の違いにより、オープン注入法あるいはクローズド注入法等で成形される。また該パネル１０のように空調用の開口部１６が設けられる場合には、該開口部１６に対して表皮先カット工法もしくは表皮後カット工法が適宜採用されている。この各成形方法は、開口部１６となる凹部（後述）１６ａを表皮材１４の所要部位に予め設けておくものであるが、発泡材を充填する前に開口部１６を裁断成形しておく方法を表皮先カット工法、また発泡材を充填した後に開口部１６を設ける方法を表皮後カット工法と夫々呼称して区別している。
【０００４】
前記成形方法のうち表皮後カット工法は、開口部１６を成形する上で一般的に行なわれている方法ではあるものの、成形に必要な部品や製造工程が増加すると云った難点がある。このため製造コストの削減を図る場合には、表皮先カット工法を採用するケースが多くなっている。すなわち表皮先カット工法は、図９（ａ）〜（ｄ）に示す如く、開口部１６が設けられるべき部位（インストルメントパネルでは両端部近傍）の表皮材１４に所要深さの前記凹部１６ａを設け、その凹設された底部１６ｂを開口面に沿って裁断成形するようにしたものであって、該底部１６ｂを裁断した後には、所要幅のエッジ部１６ｃが裏面側に向って起立状態で残留することになる。この表皮材１４を金型１８に密着的に収容した後に、該表皮材１４の背面側となる部分（図の上方）から基材１２がセットされる。
【０００５】
基材１２には、表皮材１４における開口部１６の開口幅に一致させて立上げ部１２ａが予め成形されており、この立上げ部１２ａを表皮材１４のエッジ部１６ｃに密着係合させることにより、該基材１２と表皮材１４との間に所要の空間２０が画成される。しかる後、空間２０内にウレタン原液を注入し、反応混合物が飽和するクリームタイムを経過させることによって、ウレタンフォーム２２が発泡充填されるようになっている。なおウレタン原液としては、ポリエーテルポリオールを主成分とし、発泡剤・触媒・架橋剤等を添加したＡ液と、ポリイソシアネートからなるＢ液との混合撹拌液からなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した発泡成形品の表皮材カット工法は、前述した如く、一般工法である表皮後カット方法に比べて使用部品および組立工程数の削減が図れると共に、製造コストを低減し得る利点がある。しかしながら図９（ｃ）に示す如く、表皮材１４がセットされる金型１８には、該表皮材１４の開口部１６と密着する部分に前記エッジ部１６ｃを支持するための段部１８ａを充分に確保できないと云った構造上の難点がある。この理由としては、エッジ部１６ｃに密着するべき基材１２の前記立上げ部１２ａが、該エッジ部の背面側（図の上方）から進入するために、該立上げ部１２ａの下端部と同じ位置か、もしくはそれよりも下方に前記段部１８ａの上端面がくるよう設定しなければならないことによる。従って前記インストルメントパネルを成形する際に金型１８に表皮材１４を装着しても、エッジ部１６ｃが相互に近接あるいは離間する方向に倒れ込むこともあり得る。この状態で基材１２を挿入した場合、図１０に示すように、基材１２の立上げ部１２ａがエッジ部１６ｃを巻き込んだ状態で挿入されることになる。そしてウレタン原液を発泡させた際に、発泡成形されたウレタンフォームの一部が立上げ部１２ａを外方に押し出してリークすることにより見栄えが低下するのみならず、品質管理上も好ましくない結果となる。
【０００７】
【発明の目的】
この発明は、前述した従来技術に内在している前記欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、表皮材の開口部に形成されるエッジ部の倒れ込みを防止し得るよう、該表皮材が装着される金型に支持部材を配設すると共に、該エッジ部に弾性部材を装着して支持部材に密着させるに際して、該弾性部材が脱落しないようエッジ部にリブを設けたことにより、発泡充填したウレタンフォームのリークを防止し得る手段を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため本発明は、表皮材と基材の間にウレタンフォームを発泡充填してなる発泡成形品に、空調用開口部の如く四方が囲まれた開口部分を形成するに際し、該表皮材における開口部分の形成予定部位に背面側に突出する凹部を設け、この凹部の底部を前記開口部分の開口形状に沿ってカットすることにより起立状態のエッジ部を残留させ、前記開口部分と対応的に予め形成しておいた前記基材の立上げ部を前記エッジ部に内挿係合させた状態で前記ウレタンフォームの発泡成形を行なうようにした発泡成形品の表皮材カット工法において、
前記エッジ部の内側に挿入される表皮材支持用の金型に、該エッジ部の内側面と密着する支持部材をスライド可能に配設すると共に、前記エッジ部の外周に所要幅で突出するリブを成形し、
前記表皮材の開口部分に当接させた金型から前記支持部材を突出させて前記エッジ部の内側面に当接させ、
次いで前記リブに沿って無端紐状の弾性部材を装着して、前記エッジ部が前記支持部材に対し密着するよう弾力付勢しておき、
前記支持部材を後退方向へスライドさせつつ、前記基材の立上げ部を前記エッジ部に内挿させ、
この状態で該表皮材と基材との間にウレタン原液を発泡充填するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【実施例】
次に、本発明に係る発泡成形品の表皮材カット工法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。なお表皮先カット工法に関して先に述べたのと同一の工程部分については、その説明を省略する。また図面に関して既出した部材については、同じ符号で指示するものとする。
【００１０】
この表皮先カット工法は、前述したようにインストルメントパネルのような自動車用の発泡成形品（以下 「パネル」という）１０に空調用の前記開口部（実施例では略矩形状）１６を設ける場合に好適に採用されるものであって、該パネル１０の表面となる前記表皮材１４および基材１２が真空成形法やスラッシュ成形法により予め成形される。この成形された表皮材１４には、前記開口部１６を設ける位置に所要大の凹部１６ａが背面側に向って凹設され、その底部が開口部１６を形成する開口面に沿って裁断成形されることにより前記エッジ部１６ｃが残留する。また前記基材１２にも表皮材１４の開口面と対向する位置に立上げ部１２ａが形成されており、後述する如く、この立上げ部１２ａを該エッジ部１６ｃに密着させることによって空調用の開口部１６が形成されるものである。なおスラッシュ成形法は、塩化ビニール樹脂やポリウレタン樹脂等の粉体原料またはペーストゾルを電鋳型等のスラッシュ金型に充填し、該金型を加熱して前記粉体またはゾルの金型に接する部分をゲル化させた後、未ゲル化材料を排出することにより、所定厚みの表皮材１４を得るようにした方法である。
【００１１】
この裁断成形後の表皮材１４が装着される金型（以下 「下型」という）１８には、図１に示すように、前記エッジ部１６ｃの屈曲基部と係合する段部１８ａに、該エッジ部１６ｃの内側面と密着する支持部材２４がスライド可能に配設されている。この支持部材２４は、エッジ部１６ｃの対向側面が開口部１６の内側方向に倒れ込むのを防止するよう機能するものであって、図３に示す如く、開口部１６の各コーナーを支持する位置に設けられると共に、該対向側面を支持する位置にも配設されている。
【００１２】
また支持部材２４は、図２に示す如く、前記下型１８の段部１８ａから表皮材１４のエッジ部１６ｃに向って突出した際に、該エッジ部１６ｃの開放端縁部が屈曲基部に対して僅かに拡開するよう該下型１８に対して傾斜配置されている。これによって後述する如く、該エッジ部１６ｃに対する基材１２の挿入が容易となる。この支持部材２４としては、例えばエアシリンダの如き流体圧シリンダにピストンロッドを介して該支持部材２４を昇降させるよう構成したものが好適に使用されるが、該支持部材２４の昇降機構はこれに限定されず、例えば発泡終了後のパネル１０を脱型する際に、これと同期して上昇するタイプであったり、該パネル１０を脱型した後の次工程に移る際に、センサ等の電気信号を受けて上昇させるタイプであってもよい。また空気・液体を緩衝源とする流体ダンパやコイルバルを使用して、該支持部材２４を常に弾性的に上昇付勢させると共に、閉成動作に転じた基材１２に押圧されて随伴的に下降させる構成としてもよい。なお支持部材の配設パターンに関しては、このコーナー部分を支持することによって全体を支持できるが、図３に示すように、該コーナー部分の間に別の支持部材２４を加えるようにしてもよい。
【００１３】
前記支持部材２４に支持されるエッジ部１６ｃの開放端部近傍には、その外周に所要幅のリブ２６が突出成形されている。すなわち該リブ２６は、エッジ部１６ｃの高さ寸法よりも充分小さい寸法で断面半円弧状に屈曲された部分であって、図１および図４に示す如く、エッジ部１６ｃの開放端部から、例えば輪ゴム等の弾性部材２８が装着される。この弾性部材２８は、後述するように、ウレタンフォーム２２の成形時において、エッジ部１６ｃを支持部材２４に弾力付勢させるためのものであり、またリブ２６自体は、該弾性部材２８がエッジ部１６ｃの開放端部近傍から下降するのを防止するために設けられている。
【００１４】
この弾性部材２８が装着される際には、その前工程として前記表皮材１４の開口部１６と当接する下型１８の前記段部１８ａから支持部材２４を突出させ、エッジ部１６ｃの内側面（エッジ部が相互に対向する面）に該支持部材２４を当接させておく。そして該弾性部材２８をリブ２６に装着することによって、後述する如く、エッジ部１６ｃが支持部材２４から離間する方向に倒れ込むのを防止し得ると共に、余剰分のウレタンフォーム２２が該リブ２６に収容される際の圧力分散の機能を果たすものである。なお弾性部材２８としての前記輪ゴムはその一例であって、弾力性を有するものであれば該輪ゴムに限定されず他の部材であってもよい。
【００１５】
このように前記エッジ部１６ｃを、弾性部材２８を介して支持部材２４に常に密着状態となるよう付勢した後に、前記基材１２が表皮材１４にセットされる。基材１２は、図１に示す如く、これをそっくり収容し得る雄形形状に成形された金型（以下 「上型」という）３０に装着されており、この上型３０を該基材１２と共に前記下型１８にセットする。この際に下型１８に配設された支持部材２４は、図５に示すように、エッジ部１６ｃの上端部から僅かに上昇し、この位置で該基材１２および上型３０の開放端面（図の下端部）と当接するようになっている。この状態で基材１２がセットされた上型３０が下降（表皮材１４の表面側に移動）するが、前述したように該支持部材２４が流体圧シリンダを介して下型１８から進退可能に構成されているため、基材１２と上型３０の下降に伴って支持部材２４が下型１８内に後退することになる。
【００１６】
前記基材１２および上型３０の押圧によって前記支持部材２４が後退方向にスライドするが、エッジ部自体は、前述した如く、下型１８の支持部材２４によってその開放端縁部が屈曲基部よりも僅かに拡開している。従って上型３０が支持部材２４に当接した状態では、上型３０と当接していない前記立上げ部１２ａの側面部が、該支持部材２４と接している表皮材１４の側面部よりも内側に位置することになるため、上型３０の下降によってこの両側面が干渉することなく内挿される。この挿入時において、基材１２における立上げ部１２ａの下端部がエッジ部１６ｃに形成された前記リブ２６を通過する際には、図６に示す如く、該エッジ部１６ｃの上端部近傍が前記弾性部材２８を介して立上げ部１２ａに付勢される。これによって立上げ部１２ａは、エッジ部１６ｃに対し常に密着状態で挿入されることになる。
【００１７】
更に前記立上げ部１２ａが、図７に示すように、下型１８に形成された前記段部１８ａの上端部に当接する位置まで下降される。しかる後、表皮材１４と基材１２との間に画成された空間２０にウレタン原液が注入され、前記クリームタイムを経ることによって該空間内でウレタンフォーム２２が発泡成形されると共に、該ウレタンフォーム２２によってエッジ部１６ｃが、基材１２の前記立上げ部１２ａに押圧されて密着される。このウレタンフォーム２２の成形時においては、該空間内で発泡するに必要充分な量のウレタン原液が予め算出された上で注入されるが、それでも若干の余剰分が生じることになる。すなわち前記空間２０で発泡したウレタンフォーム２２の余剰分は、図８に示すように、立上げ部１２ａとエッジ部１６ｃとの密着部分における上端部から、該エッジ部１６ｃを押し返すようにして前記リブ２６内に収容される。またエッジ部１６ｃの倒れ込みを防止するよう装着された前記弾性部材２８によって、立上げ部１２ａとエッジ部１６ｃとの間に侵入したウレタンフォーム２２は、その発泡圧力が空間２０内およびリブ２６方向等に夫々分散される。これために余剰発泡した該ウレタンフォーム２２が表皮材１４の開口部１６から外部へ洩れるのを好適に防止し得る。
【００１８】
なおエッジ部１６ｃは、前述した如く、その上部開放端が屈曲基部よりも若干拡開するよう傾斜が付されているが、前記弾性部材２８は、前記リブ２６と係合しているため、ウレタンフォーム２２の発泡によってもエッジ部１６ｃの屈曲基部に向って下降することはない。また本実施例では、自動車内装品のインストルメントパネルを例に挙げて説明したが、ウレタンフォーム２２等を使用した発泡成形品に開口部を設ける必要があるものであれば、該インストルメントパネル以外に、例えばクローブボックスやアームレスト等の他の製品であってもよいことは勿論である。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係る発泡成形品の表皮材カット工法によれば、表皮材と当接する下型に支持部材を設け、これを該表皮材のエッジ部に密着させることによって該エッジ部の倒れ込みを防止し得る。またエッジ部に弾性部材を装着して該支持部材に押圧させるため、基材の立上げ部に対して常に密着状態で挿入することができる。しかも弾性部材を装着するためのリブをエッジ部に設けることによって余剰分のウレタンフォームが該リブに収納されるため、該エッジ部と基材の立上げ部との間から外部にリークするのを有効に防止し得る、等の優れた利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における発泡成形品の表皮材カット工法を好適に実施する金型および支持部材等を示す縦断側面図である。
【図２】本発明の表皮先カット工法を好適に実施する支持部材および弾性部材等を金型と共に示す縦断側面図である。
【図３】本発明の表皮先カット工法を実施する支持部材を開口部に密着させた状態を示す平面図である。
【図４】本発明の表皮先カット工法において、表皮材のエッジ部に弾性部材を装着する状態を示す縦断側面図である。
【図５】本発明の表皮先カット工法において、基材の開放端部を下型の支持部材に当接した状態を示す縦断側面図である。
【図６】本発明の表皮先カット工法において、基材の開放端部を下型の支持部材に押圧した状態を示す縦断側面図である。
【図７】本発明の表皮先カット工法において、基材の開放端部を下型の段部と当接する位置まで押圧した状態を示す縦断側面図である。
【図８】本発明の表皮先カット工法において、基材と表皮材との間にウレタンフォームを発泡充填した状態を示す縦断側面図である。
【図９】従来技術に係る発泡成形品の表皮材カット工法の工程を段階的に示す縦断側面図である。
【図１０】従来技術に係る表皮先カット工法において、表皮材のエッジ部が、基材の立上げ部に巻き込まれている状態および表皮材のエッジ部からウレタンフォームがリークしている状態を示す縦断側面図である。
【図１１】表皮先カット工法によって成形されたインストルメントパネルを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ インストルメントパネル
１２ 基材
１２ａ 立上げ部
１４ 表皮材
１６ 開口部
１６ａ 凹部
１６ｃ エッジ部
１８ 金型
１８ａ 段部
２２ ウレタンフォーム
２４ 支持部材
２６ リブ
２８ 弾性部材

Claims (6)

1. 表皮材（１４）と基材（１２）の間にウレタンフォーム（２２）を発泡充填してなる発泡成形品（１０）に、空調用開口部の如く四方が囲まれた開口部分（１６）を形成するに際し、該表皮材（１４）における開口部分（１６）の形成予定部位に背面側に突出する凹部（１６ａ）を設け、この凹部（１６ａ）の底部を前記開口部分（１６）の開口形状に沿ってカットすることにより起立状態のエッジ部（１６ｃ）を残留させ、前記開口部分（１６）と対応的に予め形成しておいた前記基材（１２）の立上げ部（１２ａ）を前記エッジ部（１６ｃ）に内挿係合させた状態で前記ウレタンフォーム（２２）の発泡成形を行なうようにした発泡成形品の表皮材カット工法において、
   前記エッジ部（１６ｃ）の内側に挿入される表皮材支持用の金型（１８）に、該エッジ部（１６ｃ）の内側面と密着する支持部材（２４）をスライド可能に配設すると共に、前記エッジ部（１６ｃ）の外周に所要幅で突出するリブ（２６）を成形し、
   前記表皮材（１４）の開口部分（１６）に当接させた金型（１８）から前記支持部材（２４）を突出させて前記エッジ部（１６ｃ）の内側面に当接させ、
   次いで前記リブ（２６）に沿って無端紐状の弾性部材（２８）を装着して、前記エッジ部（１６ｃ）が前記支持部材（２４）に対し密着するよう弾力付勢しておき、
   前記支持部材（２４）を後退方向へスライドさせつつ、前記基材（１２）の立上げ部（１２ａ）を前記エッジ部（１６ｃ）に内挿させ、
   この状態で該表皮材（１４）と基材（１２）との間にウレタン原液を発泡充填するようにした
   ことを特徴とする発泡成形品の表皮材カット工法。
2. 無端紐状の前記弾性部材（２８）は、輪ゴムである請求項１記載の発泡成形品の表皮材カット工法。
3. 前記支持部材（２４）は、前記エッジ部（１６ｃ）の各コーナ部分に対応して設けられる請求項１記載の発泡成形品の表皮材カット工法。
4. 前記支持部材（２４）は、前記金型（１８）から表皮材（１４）のエッジ部（１６ｃ）に向って突出した際に、該エッジ部（１６ｃ）の開放端縁部が屈曲基部に対して僅かに拡開するよう若干の傾斜が付されている請求項１記載の発泡成形品の表皮材カット工法。
5. 前記表皮材（１４）は、真空成形法により所要形状に予め成形される請求項１記載の発泡成形品の表皮材カット工法。
6. 前記表皮材（１４）は、スラッシュ成形法により所要形状に予め成形される請求項１記載の発泡成形品の表皮材カット工法。

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