JP4774178B2 - 一体のエネルギー吸収発泡体を有するヘッドライナーの製造方法又はヘッドライナー組立体 - Google Patents

Description

【０００１】
［技術分野］
本発明は、一般的には、ヘッドライナー組立体、及び、自動車のヘッドライナー組立体の製造方法及び装置に関する。より詳細には、本発明は、一体のエネルギー吸収発泡体を有するヘッドライナーの製造方法及び装置に関する。
【０００２】
［関連技術の説明］
自動車用ヘッドライナー組立体は、自動車の室内区画内で、天井又は屋根の下側を内張するのに使用される。ヘッドライナー組立体は、典型的には、天井に装飾カバーを提供する生地層、比較的薄い形態の軟質の可撓性発泡体中間層、生地層の反対側の軟質の発泡体中間層の表面に配置された無孔ウレタンフィルム積層体の層、及び、ヘッドライナー組立体の最も内側の層として無孔ウレタンフィルム上に形成された厚くて剛性のポリウレタン発泡体層を有する。
【０００３】
強度特性及び防音効果を向上させるために、変化している厚さのウレタン発泡体を有するヘッドライナー組立体を製造することも知られている。例えば、米国特許第５６８３７９６号は、装飾カバーをなす生地層の外面と、周辺部分よりも厚い中央部分を有し、生地層の反対側の内面に接着された発泡材料の本体とを有するヘッドライナーの製造方法を開示する。発泡材料の本体は、所望の強度、重量及び防音特性をヘッドライナー組立体全体に与えるために、中央部分及び周辺部分を含むその広さ全体にわたって、一定密度を有する。しかしながら、このタイプのヘッドライナー組立体は、自動車の屋根と合わせて使用するのに、所望なエネルギー吸収特性又は剛性を十分に扱わない。
【０００４】
したがって、繊維マットを、ウレタン発泡体の層内に埋め込んで剛性で一体のエネルギー吸収用ヘッドライナー組立体を形成することによって、変化している発泡体厚さ及び密度の輪郭部分を有するヘッドライナー組立体を製造することが望ましい。
【０００５】
［発明の開示］
本発明は、下部金型組立体の凹型成形面に対する障壁を作るための、離型フィルムを成形面に置く段階と、繊維マットを離型フィルムの上に置く段階と、発泡性材料を繊維マット上に直接付与する段階と、発泡性材料を繊維マットの周りで膨張させて、繊維マットを発泡性材料の中に埋め込む段階と、接着フィルムを上部金型組立体の凸型成形面上に置く段階と、下部金型組立体を上部金型組立体の下に直接位置決めする段階と、上部金型組立体を移動させて下部金型組立体と合わせ、凸型成形面と凹型成形面との間に金型キャビティを構成する段階と、金型キャビティ内で、発泡性材料を硬化させる段階と、離型フィルム及び接着フィルムを、間に繊維マットを埋め込んだ発泡性材料に結合する段階とを含む、自動車の室内区画に使用するヘッドライン組立体の製造方法に関する。
【０００６】
本発明はまた、支持フレームを有する自動車の室内区画用のヘッドライナー組立体を製造するための成形装置に関する。上部金型組立体は、支持フレームによって垂直移動可能に支持され、かつ、凸型成形面を有する。下部金型組立体は、上部金型組立体の下で、支持フレームによって支持され、かつ、凹型成形面を有する。上部金型組立体は、移動できて下部金型組立体と合わさり、凸型成形面と凹型成形面との間に形成された、ヘッドライナー組立体を製造するための金型キャビティを構成する。
【０００７】
ヘッドライナー組立体は、対向する第一側面及び第二側面を有する輪郭基板を形成するウレタン発泡体の層中に埋め込まれたガラス繊維マットを有する。離型フィルムが、第一側面に貼られ、接着フィルムが、対向する第二側面に貼られる。弾力性及び騒音吸収をヘッドライナー組立体に与えるためのスクリムの層が、離型フィルムに接着される。装飾カバーをヘッドライナー組立体に与えるための、生地の層が、接着フィルムに接着され、ヘッドライナー組立体は、一体のエネルギー吸収部をヘッドライナー組立体に設けるための、ウレタン発泡体の変化する厚さの領域を有する、予め決定された輪郭で形成される。
【０００８】
本発明の利点は、添付図面と関連して考慮されるとき、以下の詳細な説明を参照することによって、よりよく理解されるようになるので、容易に認識されるであろう。
【０００９】
［実施例］
同じの数字が全図を通して同じ又は対応する部分を指示する図面を参照すると、本発明の原理によりヘッドライナー組立体を製造するのに使用される成形装置１０の概略側面図を、図１に全体的に示す。成形装置１０は、上部金型組立体１４を垂直移動可能に支持するための剛性支持フレーム１２を有する。上部金型組立体１４は、ヘッドライナー組立体に望まれる最も上の形態と一致して形成された凸型成形面１６を有する。上部金型組立体１４の垂直移動は、在来の手段によって行なわせることができる。図１の好適な実施形態では、成形装置１０は、フレーム１２に連結し、かつ、上部金型組立体１４とダイプレス２０との間に延びた、一対のダイプレス柱１８を有する。ダイプレス２０は、ダイプレス柱１８及び上部金型組立体１４を動作して、フレーム１２に関して垂直に移動させる。エンコーダ２２が、上部金型組立体１４の相対位置を決定しかつ制御する。
【００１０】
成形装置１０は、上部金型組立体１４の下でフレーム１２を貫いて延びる固定の下部軌道組立体２４を更に有する。下部金型組立体２６が、ベアリング又は車輪部材２８によって下部軌道組立体２４に水平移動可能に設けられている。図１において、下部金型組立体２６は、その最初の出発位置で示されている。下部金型組立体２６は、出発位置と、図３に示すように、下部金型組立体との協働のため、上部金型組立体１４の下の成形位置との間を、軌道組立体２４に沿って移動できる。下部金型組立体２６は、ヘッドライナー組立体に望まれる最も下の形態と一致して形成された凹型成形面３０を有する。フレーム１２には、出発位置の下部金型組立体２６より上で、一対のスプレーヘッド３２、３４が、下部金型組立体２６に関して横移動可能に取り付けられている。スプレーヘッド３２、３４は、３６で示すように、液体ウレタンのような発泡性材料の供給源に連結されている。一対のスプレーヘッド３２、３４は、製造工程中、液体発泡性材料を付与する時間を減ずるために設けられている。
【００１１】
図２を参照すると、スプレーヘッド３２、３４は、間隔が隔てられ、そして、キャリッジ組立体３６に固定的に取り付けられ、キャリッジ組立体３６は、フレーム１２に固定され、かつ、下部金型組立体２６より上に懸架された上部軌道組立体３８に移動可能に取り付けられている。すなわち、上部軌道組立体３８は、スプレーヘッド３２、３４及びキャリッジ組立体３６を、液体発泡性材料の付与のために、出発位置の下部金型組立体２６より上に懸架する。上部軌道組立体３８は、その下の下部軌道組立体２４と直角に、又は、実質的に垂直に延びる一対の平行な軌道部材４０、４２を有する。一対のスプレーヘッド取付部材４４、４６が、それぞれ、例えばベアリングカップリングによって、軌道部材４０、４２に摺動自在に取り付けられている。キャリッジ組立体３６は、駆動ねじ５０の雄ねじ山と協働する雌ねじ山を有する連結駆動ナット４８を有する。駆動ねじ５０は、上部軌道組立体３８に回転自在に取り付けられ、かつ、軌道部材４０、４２の間に平行な関係をなして延びる。駆動ねじ５０は、上部軌道組立体３８上で、キャリッジ組立体３６及びスプレーヘッド３２、３４の横方向移動を行なわせるために、二方向電気モーター５２によって一端で回転される。駆動ねじ５０の反対側の端は、軌道組立体３８のベアリングカップリング５４に回転自在に取り付けられている。二方向モーター５２は、上部軌道組立体３８に沿うキャリッジ組立体３６の前後運動を実現するために、駆動ねじ５０を両方向に交互に回転させるようになっている。モーター５２の方向及び速度は、コントローラー又はコンピュータによって制御されるのがよい。
【００１２】
図３を参照すると、本発明によるヘッドライナー組立体の製造方法の第一段階は、離型フィルム６０を、開始位置の下部金型組立体２６の凹型成形面３０に置くことを含む。離型フィルム６０は、締め金、留め金又は真空圧力によって、凹型成形面３０に保持されるのがよい。離型フィルム６０は、液体ウレタン６４からの障壁を凹型成形面３０に与える。次いで、ガラス繊維マット６２を、離型フィルム６０の上に置く。ガラス繊維マット６２は、天然繊維を含むどんなタイプの繊維マットでもよい。離型フィルム６０及びガラス繊維マット６２の位置決めは、典型的には、手で行われるが、本方法は、離型フィルム６０及びガラス繊維マット６２の層の凹型成形面３０上への自動配置を含んでもよい。次の段階は、スプレーヘッド３２、３４が、液体発泡性材料６４、好ましくは液体ポリウレタンのスプレーを施して、凹型成形面３０の全領域上のガラス繊維マット６２の周囲にポリウレタン発泡体層を形成することを含む。液体ウレタンがガラス繊維マット６２上にスプレーされた後、液体ウレタンは、マット６２の周りで架橋かつ膨張し始め、その結果、ガラス繊維マット６２は、ウレタン内に包囲される。以下に更に論じるように、ヘッドライナーの部分により大きい厚さを形成するためのガラス繊維マット６２の領域に、より多量のウレタンがスプレーされる。ウレタンがガラス繊維マット６２上にスプレーされる前か、最中か、後かのいずれかに、図１に示すように、接着フィルム６６を、上部金型組立体１４の凸型成形面１６に取り付ける。接着フィルム６６は、締め具、留め具又は真空圧力によって、凸型成形面上で上部金型組立体１４に固定されるのがよい。
【００１３】
液体ウレタンをガラス繊維マット６２にスプレーした直後に、又は、スプレー中でも、下部金型組立体２６を、上部金型組立体１４の下で下部軌道組立体２４に沿って転がす。次いで、ダイプレス２０を作動して、図４に示すように、ダイプレス柱１８を下方に移動させ、上部金型組立体１４を下げて下部金型組立体２６と合わせる。上部成形装置１４と下部成形装置２６との係合によって、凸型成形面１６と凹型成形面３０との間に、キャビティが形成される。ウレタンが膨張して、凸型成形面１６と凹型成形面３０との間のキャビティを充填し続ける間、上部金型組立体１４と下部金型組立体２６は、係合したままである。それぞれの上部成形面１６及び下部成形面３０の凸形状及び凹形状によって構成されたキャビティは、特定の自動車設計によって指定された通りの寸法形状のヘッドライナーの形状を形成する。加えて、ウレタンの膨張及び形成速度を増加させるために、熱及び／又は圧力を上部金型組立体１４及び／又は下部金型組立体２６に加えてもよい。
【００１４】
図５に示すように、ウレタンは、ついには、硬化して、離型フィルム６０及び接着フィルム６６に結合し、ガラス繊維マット６２をウレタン６４内に埋め込んだウレタン基板６８を形成する。図６を参照すると、ウレタン基板６８の形成に引き続いて、生地７０の層を、接着フィルム６６に付け、又は、接着フィルム６６の上に置く。熱を加えて、接着フィルム６６を活性化させ、生地７０をウレタン基板６８に結合する。生地７０は、自動車の室内区画に装飾カバーを提供するために、ウレタンフォームで裏貼りされた、布、ビニル又は革のような、織布材料又は不織布材料の層からなる。
【００１５】
スクリム７２の層もまた、離型フィルム６０に付けられ、又は、離型フィルム６０上に置かれ、かつ、当業者に知られているように、ウエブ接着剤又は均等物で、離型フィルムに結合される。スクリム７２は、自動車の屋根に取り付けたときに、自動車の屋根でキーキー騒音を防止するために、当業者に知られた綿繊維、合成繊維又は発泡体からなる。変形例として、離型フィルム６０は、離型フィルム６０とスクリム７２の積層物であってもよい。またさらに、離型フィルム６０及び／又は接着フィルム６６は、離型フィルム６０、接着フィルム６６、スクリム７２及びチョップドガラスを含む予備積層組み合わせマットでもよい。
【００１６】
図６を参照すると、ヘッドライナーの一部分分解図を、上述した方法により構成されたものとして、８０で示す。ガラス繊維マット６２は、ヘッドライナー８０の強度特性を高めるために、ウレタン基板６８を形成するウレタン発泡体６４で囲まれ、ウレタン発泡体６４内に埋め込まれ、かつ、懸架されて示されている。離型フィルム６０は、ウレタン基板６８の一方の面に取り付けられ、接着フィルム６６は、ウレタン基板６８の他方の面に取り付けられる。生地７０は、接着フィルム６６に接着され、スクリム７２は、離型フィルム６０に接着される。
【００１７】
ウレタン基板６８の厚さは、ウレタンの密度に反比例する。ガラス繊維マット６２に塗布される液体ウレタン６４の量を、ヘッドライナー８０の所望の設計厚さに従って調節することができるけれども、ウレタン基板６８の狭い横断面は、ウレタン６４の膨張特性のため、厚い断面よりも依然として高い密度を有する。
【００１８】
ヘッドライナー８０の外部寸法形状、及び、天井構成部品孔は、水ジェット（図示せず）で切断するのがよいが、例えば、穴開け工具のでの、他の従来の切断方法でも十分であろう。生地７０でヘッドライナー８０の縁重ねをする（ｅｄｇｅ ｗｒａｐｐｉｎｇ）ときには、生地７０を付ける前に、ウレタン基板６８に、外部寸法形状の予備切断が行われる。二回目の切断が生地７０になされて、ヘッドライナー製造技術において知られているように、縁重ねをするのに十分な過剰な生地を残す。
【００１９】
図７に、ヘッドライナー８０の例示的な輪郭の断面を示す。
【００２０】
別の製造方法は、下部金型組立体２６が移動できることを必要とせず、下部金型車輪２８を除去することができる。したがって、下部金型組立体２６は、上部金型組立体１４の下で定置している。別の方法のために、液体ウレタン６４を、平らな面に位置する離型フィルム６０及びガラス繊維マット６２に塗布し、引き続いて、その湿潤複合物が、上部金型組立体１４の下で、下部金型組立体２６上へ滑らせる。上部金型組立体１４をダイプレス２０によって作動して、ウレタン基板６８を形成し、下部金型組立体２６と合わせて、工程を上述した従来方法に従って続ける。
【００２１】
ヘッドライナー８０を製造するための本方法は、従来技術の製造方法に利用できないヘッドライナーのための設計利益を提供する。例えば、発泡体ブロック、シヌソイド合成樹脂インサート、リブカートリッジ及びワイヤケージのようなデバイスが、頭部衝撃エネルギーを吸収するために、ヘッドライナーの上面に接着される。これらデバイスの追加は、組立時間及び著しいコストを、ヘッドライナー組立体の価格に加える。本製造方法は、図７に表わされているように、８２で示すような頭部衝撃輪郭を、ウレタン基板６８に加える能力を提供する。これら輪郭８２の追加は、ヘッドライナー製造工程に、コスト及び組立時間を加えない。したがって、ウレタン基板６８の輪郭及び厚さは、しかるべく金型キャビティを簡単に設計することによって、エネルギーの吸収を最適にするように変更することができる。例えば、エネルギー吸収構成部品のシヌソイド輪郭が、平滑な輪郭よりも、エネルギーをより吸収することが、エネルギー吸収技術の当業者に知られている。追加構成部品をヘッドライナー組立体に加えることなく、所望のエネルギー吸収特性をヘッドライナー組立体に与えるようにシヌソイド輪郭を金型キャビティに設計すことができる。シヌソイド輪郭８４は、図８に最もよく表わされている。例えば、ウレタン基板６８のキャビティのパターンのような、別の輪郭も、成形とエネルギーの吸収の両方にとって効果的であることが知られている。変形例として、エネルギー吸収デバイスを、液体ウレタンに先立って、金型キャビティ内に挿入してもよく、この場合、液体ウレタンは、エネルギー吸収デバイスの周りで膨張して、エネルギー吸収デバイスをウレタン基板６８に固着する。これは、エネルギー吸収デバイスをウレタン基板６８に接着する段階を除去する。
【００２２】
ウレタン基板６８の厚さは、ヘッドライナー８０の全体的な強さに正比例することが知られている。ヘッドライナー８０の厚さの増加は、ヘッドライナー８０の強さから由来した効率利益を自動車製造に提供する。例えば、現在の自動車製造は、自動車に装着する前に取り付けられる天井の構成部品の全て（例えば、日よけ板、アシストグリップ、コート掛け）を有するヘッドライナー組立体のようなモジュラー副組立体を利用する。トラミベックス（ｔｒａｍｉｖｅｘ）、乾式ポリウレタン及びガラス繊維のような、現行のヘッドライナー基板技術は、これら天井構成部品を、モジュラー組立作業の際に、亀裂及び破壊無しに支持することができない。本概念のウレタン基板６８は、局部的に又は全体的に厚くすることができ、モジュラー組立構成部品を支持するための、必要とされるような強さを提供する
【００２３】
ウレタン基板６８の厚さはまた、自動車の屋根に構造的支持を提供するために、最適化することができる。例えば、ヘッドライナー８０の上面８６をホットメルト接着剤又は均等物で自動車の屋根の下側に接着することにより、構造上の屋根の湾曲を除去するのに十分な構造的な支持を屋根に与える。構造上の屋根の湾曲の除去は、自動車の室内空間を増大させ、自動車の質量を減少させ、かつ、自動車のコストを減少させる。構造的支持のために、本ヘッドライナー８０を利用することにより、数百ポンドまでの荷重下で、自動車屋根の撓みを防止する。
【００２４】
自動車室内防音規格を満足するために、ウレタン基板１４は、図９に示すように、下面９０に開けられた複数の孔８８を有するのがよい。孔８８は、自動車室内の内側で反響する音波を偏向させて、自動車室内の全体的な騒音レベルを減少させる。生地７０は、孔８８が自動車占有者には見えないようにするために、孔８８を覆う。孔開け段階が、生地７０をウレタン基板６８に貼り付けるのに先立って、孔８８を挿入するために、ヘッドライナー製造工程に追加される。しかしながら、例えば、上部金型組立体１４及び下部金型組立体２６の一方又は両方の表面にピンを追加するような、孔８８を加えるための他の方法が考えられる。
【００２５】
上述したヘッドライナー８０を製造するための方法は、アシストグリップ、配線用ハーネス、照明構成部品及びコート掛けのような天井構成部品を、金型キャビティに挿入し、それによって、構成部品をウレタン基板６８に一体化させる能力を更に提供する。これは、更に、組立工程の複雑さを低減し、かつ、ウレタンが構成部品の周りで膨張するときに、ウレタン基板６８を構成部品に型どおりに取り付けることによって、構成部品のヘッドライナー８０との取付を高める。
【００２６】
本発明を例示方法で説明してきたが、使用された用語は限定のものではなく、説明上のものであることを理解すべきである。本発明の多くの変更及び変形が、上述の教示に照らして可能である。したがって、本発明は、特に説明した以外の方法で実施してもよいことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の原理に従ってヘッドライナー組立体を製造するのに利用される成形装置を示す概略側面図である。
【図２】 成形方法及び装置の出発位置を示す概略部分側面図である。
【図３】 図２に示す成形装置の一部分の上面図である。
【図４】 ヘッドライナー組立体を成形するために、上部金型組立体と下部金型組立体を合わせた成形装置を示す概略側面図である。
【図５】 図４の５−５線における断面図である。
【図６】 本発明の原理に従ったヘッドライナー組立体の異なる層を示すヘッドライナー組立体の部分分解図である。
【図７】 ヘッドライナー組立体の輪郭を示す側面図である。
【図８】 図７の領域Ａのエネルギー吸収部輪郭の拡大図である。
【図９】 ヘッドライナー組立体に配置された騒音吸収用孔を示す、ヘッドライナー組立体の側面図である。

Claims (9)

1. 自動車の室内区画に使用するためのヘッドライナー組立体であって、
   ウレタン発泡体の層の中に埋め込まれ、反対向きの第一側面及び第二側面を有する異形基板を形成するガラス繊維マットと、
   前記第一側面に貼り付けられた離型フィルムと、反対向きの前記第二側面に貼り付けられた接着フィルムと、
   前記離型フィルムに接着され前記ヘッドライナー組立体に弾力性及び騒音吸収性を与えるスクリム層と、
   前記接着フィルムに接着され装飾カバーを前記ヘッドライナー組立体に付与する生地層と、を備え、
   前記ヘッドライナー組立体は、前記ヘッドライナー組立体に一体のエネルギ吸収部を提供する、ウレタン発泡体の厚さが異なる領域を有する所定輪郭に形成されている、
   ことを特徴とするヘッドライナー組立体。
2. 前記ガラス繊維マット、ウレタン発泡体、離型フィルム及び接着フィルムが積層され、異形ウレタン基板に形成されている、
   請求項１記載のヘッドライナー組立体。
3. 前記ウレタン基板は、前記自動車の室内区画内で騒音を吸収する複数の孔を有する、
   請求項２記載のヘッドライナー組立体。
4. 自動車の室内区画に使用するためのヘッドライナー組立体の製造方法であって、
   下部金型組立体の凹型成形面に対する障壁を作るための離型フィルムを、凹型成形面上に置くステップと、
   前記離型フィルム上に、繊維マットを置くステップと、
   前記繊維マット上に、発泡性材料を直接付与するステップと、
   前記発泡性材料を前記繊維マットの周りで膨張させて、前記繊維マットを発泡性材料の中に埋め込むステップと、
   接着フィルムを、上部金型組立体の凸型成形面上に置くステップと、
   前記下部金型組立体を、前記上部金型組立体の真下に位置決めするステップと、
   前記上部金型組立体を移動させて前記下部金型組立体と合わせ、前記凸型成形面と前記凹型成形面との間に金型キャビティを構成するステップと、
   前記金型キャビティ内で、前記発泡性材料を硬化させるステップと、
   前記離型フィルム及び接着フィルムを、間に前記繊維マットを埋め込んだ前記発泡性材料に結合させるステップと、を備えている、
   ことを特徴とするヘッドライナー組立体の製造方法。
5. 生地層を前記接着フィルム上に置くステップと、
   装飾カバーを前記ヘッドライナー組立体に与えるために、前記生地層を前記接着フィルムに貼り付けるステップと、を更に有する、
   請求項４記載の製造方法。
6. スクリム層を前記離型フィルム上に置くステップと、
   騒音吸収及びエネルギー吸収部を前記ヘッドライナー組立体に設けるために、前記スクリム層を前記離型フィルムに貼り付けるステップと、を更に有する、
   請求項５記載の製造方法。
7. 騒音を前記ヘッドライナー組立体で吸収するために、複数の孔を前記発泡性材料に形成するステップを更に有する、
   請求項６記載の製造方法。
8. 前記生地層で前記孔を覆うステップを更に有する、
   請求項７記載の製造方法。
9. 前記離型フィルムと前記接着フィルムとの間に、厚さ及び密度が変化している発泡性材料を形成して、エネルギーを前記ヘッドライナー組立体で吸収するための輪郭を構成するステップを更に有する、
   請求項８記載の製造方法。

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