JP4044724B2

JP4044724B2 - 自動車用床板の製造方法

Info

Publication number: JP4044724B2
Application number: JP2000340224A
Authority: JP
Inventors: 一幸栗原
Original assignee: MORIDEN CO., LTD.
Current assignee: MORIDEN CO., LTD.
Priority date: 2000-11-08
Filing date: 2000-11-08
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2020-11-08
Also published as: JP2002144477A

Description

【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、ＲＩＭ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１００は、０．１〜１．０ｍｍ程度の薄い平坦な鋼板１０１，１０２（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１０３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１０１ａ，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１０１，１０２において、硬質発泡ポリウレタン層１０３側の面１０１ａ，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１０３の密度も１０〜３００Ｋｇ／ｍ^３と、従来の床板の密度３００〜４００Ｋｇ／ｍ^３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（６０〜８０℃）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１０１，１０２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１０１，１０２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１１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１０２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１１，２１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１０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１０１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２２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’、１０２’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１０１ｘ’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

Claims

上面に浅い凹部とこの凹部に連なる溝を有する下型と、下面に浅い凹部とこの凹部に連なる溝を有する上型とを備え、上記上型および下型の凹部の平面形状が一致するとともに、これら凹部の平坦な底面がセット面として提供され、型閉じ状態で、下型と上型の凹部により成形空間が形成されるとともに、下型と上型の溝が合致することにより注入ポートが形成される成形装置を用意し、
上記下型と上型の凹部と平面形状が一致した薄い平坦な第１、第２の鋼板を用意し、
（ａ）第１，第２の鋼板の一方の面に、プライマーまたは塗料を塗布する工程と、
（ｂ）上記第１の鋼板の他方の面が下型のセット面に接するように第１の鋼板を下型にセットし、上記第２の鋼板の他方の面が上型のセット面に接するように第２の鋼板を上型にセットし、しかも、第２の鋼板を上型のセット面に吸引することにより、第２の鋼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て、上記注入ポートからイソシアネートとポリオールを含む液状の混合原料を注入し、上記成形空間内で反応させるとともに発泡させ、これにより、上記第１、第２の鋼板間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の鋼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、を実行することを特徴とする平板形状の自動車用床板の製造方法。
上記上型に設けられた電磁石の電磁力により、上記第２の鋼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１に記載の自動車用床板の製造方法。
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の鋼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１に記載の自動車用床板の製造方法。