JP4784292B2 - 表皮材付き発泡成形品とその成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、軟質な発泡体層で裏打ちされた表皮材を有する発泡成形品とその製造方法に関し、特に自動車のドアトリム、インストルメントパネル、コンソールリッド等の内装部品に代表されるように、軟質な発泡体層で裏打ちされた表皮材を有することでその質感および触感の向上を図った表皮材付き発泡成形品とその成形方法に関するものである。

軟質な発泡体層で裏打ちされた表皮材を有する自動車用ドアトリム等においては、基材（芯材）と表皮材とを重ね合わせた上で両者の間に発泡樹脂材料を充填して発泡体層を成形することにより、表皮材が発泡体層にて裏打ちされるようにそれら基材と発泡体層および表皮材の三者を一体化することでいわゆる三層構造としたものであるが、意匠性もしくは機能性等の要請から全体を三層構造とすることなく、例えば一部では基材をそのまま露出させる一方で、それ以外の部位を軟質な発泡体層で裏打ちされた表皮材で覆うべく部分的に三層構造とすることが行われる。

この場合、共に意匠部として露出することになる基材と表皮材との境界部でのシール性が重要となり、当該部分でのシール性が十分でないと発泡体層を成形する際に発泡樹脂材料が外部に漏出して見栄えが損なわれてしまうおそれがあり、そのための成形技術として例えば特許文献１のシール構造が提案されている。

この特許文献１に記載の技術では、表皮材の端末部に基材側の凹部に入り込むことになるシール部を形成し、発泡樹脂材料の発泡圧力をもってそのシール部を基材側の凹部壁面に圧接させる一方、シール部の外側に基材の一般面に当接しつつそのシール部との間に予備空間を隔離形成する被覆端縁部を形成し、万が一上記シール部から発泡樹脂材料が漏出したとしてもそれを上記予備空間に封じ込めて被覆端縁部からはみ出すことがないようにしたものである。
特開２００５−１３１１号公報

しかしながら、このような従来の技術では、表皮材の端末部に設定した被覆端縁部が基材の一般部上に露出することになるため、両者の間に段差が発生して内装材としての一体感が損なわれてしまうおそれがある。

また、被覆端縁部で仕切られた予備空間内に漏出した発泡樹脂材料が充満しないかぎり基材と表皮材との貼り合わせ効果が期待できないため、基材と被覆端縁部との圧接部に隙間が生じるいわゆる口開き現象が発生し、他方、被覆端縁部で仕切られた予備空間内に発泡樹脂材料が充満するとその一部が外部に漏出することとなる。その結果、上記と同様に内装材としての一体感が損なわれるだけでなく、見栄えの低下をもたらすこととなって好ましくない。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、従来の技術と同様に基材と表皮材との境界部でのシール構造を前提とした上で、両者の面一性が要求される場合にはその面一性を容易に確保しつつシール効果を確実なものとして、基材と表皮材との境界部における発泡樹脂材料の漏出を未然に防ぎ、もって見栄えの向上を図った発泡成形品とその成形方法を提供しようとするものである。

請求項１に記載の発明は、基材と表皮材とを重ね合わせた上で両者の間に発泡樹脂材料を充填して発泡体層を成形することにより、表皮材が発泡体層にて裏打ちされるようにそれら基材と発泡体層および表皮材の三者を一体化してなる発泡成形品であって、基材にはその一部を断面略クランク状に曲折形成することで基材側凹部を形成するとともに、表皮材にはその端部を曲折形成してなる起立片と起立片の先端から延長形成した薄肉状のシールリップとをそれぞれ形成し、上記基材と表皮材とを重ね合わせる際に、基材側凹部の側壁と表皮材側の起立片とを嵌合させることでそれら基材と表皮材との間に発泡体層となるべき空間を形成するとともに、上記シールリップを基材側凹部の内隅部に圧接させてあり、さらに、上記基材側凹部における側壁の内面には表皮材側の起立片の先端と当接して基材と表皮材との重ね合わせ方向での相対位置を規制する段状部を形成し、上記起立片からのシールリップの突出長さを凹部の内底面から段状部までの高さよりも大きく設定してあることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、実質的に請求項１に記載の技術を成形方法として捉えたものであって、特に請求項１に記載の表皮材付き発泡成形品を成形する成形方法として、基材にはその一部を断面略クランク状に曲折形成することで基材側凹部を、表皮材にはその端部を曲折形成してなる起立片と起立片の先端から延長形成した薄肉状のシールリップとをそれぞれ形成しておき、上記基材側凹部における側壁の内面には表皮材側の起立片の先端と当接して基材と表皮材との重ね合わせ方向での相対位置を規制する段状部を形成しておくとともに、上記起立片からのシールリップの突出長さを凹部の内底面から段状部までの高さよりも大きく設定しておき、上記基材と表皮材とを重ね合わせる際に、基材側凹部の側壁と表皮材側の起立片とを嵌合させることでそれら基材と表皮材との間に発泡体層となるべき空間を形成するとともに、上記シールリップを基材側凹部の内隅部に圧接させ、その状態で上記発泡体層となるべき空間に発泡樹脂材料を充填して発泡体層を成形することを特徴とする。

したがって、少なくとも請求項１，４に記載の発明では、基材と表皮材とを重ね合わせて基材側凹部の側壁と表皮材側の起立片とを嵌合させることで、それら基材と表皮材との間には発泡体層となるべき密閉空間が形成される。その際、起立片の先端のシールリップを基材側凹部の内隅部に圧接させることで、その基材と表皮材との間がシールされる。そして、この状態で発泡体層となるべき空間に発泡樹脂材料を充填して発泡体層を成形すると、上記空間が発泡体層で充満するも、上記シールリップによるシール効果のために基材と表皮材との境界部からの発泡樹脂材料の漏出が防止される。
その上、上記基材側凹部における側壁の内面には表皮材側の起立片の先端と当接して基材と表皮材との重ね合わせ方向での相対位置を規制する段状部を形成し、上記起立片からのシールリップの突出長さを凹部の内底面から段状部までの高さよりも大きく設定してあることで、シールリップの撓み代を確保しつつシール効果をより確実なものとすることができる。

請求項１，４に記載の発明によれば、シールリップによるシール効果のために基材と表皮材との境界部から発泡樹脂材料が漏出するのを未然に防止できるため、その境界部に違和感が発生しないだけでなく基材と表皮材との一体感が得られ、見栄えの向上によって表皮材付き発泡成形品としての品質が向上する。

特に請求項３，６に記載の発明のように、基材と表皮材との境界部において両者が面一状態となるように設定してある場合には、その部位に段差の発生もないことから基材と表皮材との一体感がより良好なものとなり、表皮材付き発泡成形品としての品質が一段と向上する。

図１以下の図面は本発明のより具体的な実施の形態を示しており、特に図１に示すように表皮材付き発泡成形品として自動車の内装部品であるドアトリム１の例を示していて、同時に図２は図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図を示している。

図１，２に示すように、ドアトリム１は樹脂製の基材（芯材）２の上にパッド材としての軟質な発泡体層３を介して表皮材４または５を重ね合わせるように貼り合わせたもので、例えばドアトリム１の上半部がいわゆるファブリック調の表皮材４で被覆されているのに対して、アームレアスト６を含むドアトリム１の下半部はいわゆる人工皮革調の表皮材５で被覆されていて、そのドアトリム１の下半部には例えば円形のスピーカーグリル７を設けてある。そして、このスピーカーグリル７は表皮材５とはその材質および質感が異なるものの、後述するようにスピーカーグリル７の表面は表皮材５の一般面５ａと面一状態となって一体感が得られるように設定してある。

図３は図２をさらに拡大した断面図を示しており、無数の穴が開口形成されたスピーカーグリル７そのものは樹脂製の基材２の一般部２ａを、側壁８をもって部分的に円形状に膨出成形することで一体のものとして形成されている。言い換えるならば、基材２の一部を断面略クランク状に曲折形成することで、側壁８を共有しつつスピーカーグリル７とそれよりも一段低い基材側凹部９とが一体のものとして形成されていて、その基材側凹部９にはパッド材として機能する軟質な発泡体層３を介して、すなわち発泡体層３を裏打ち材として表皮材５を配してある。なお、基材２は所定の樹脂材料をもって例えば射出成形法にて成形されたものであるのに対して、表皮材５は所定の樹脂材料をもって例えばＲＩＭ成形法にて人工皮革調のシート状のものとして成形されていて、周知のように本革を模したシボ模様が施されている。

そして、表皮材５のうちスピーカーグリル７との境界部となる端縁には、一般部５ａよりも厚肉の断面略くさび状の起立片１０が予め曲折形成されていて、その起立片１０を基材２側の側壁８と嵌合させることでスピーカーグリル７の表面と表皮材５の一般部５ａとが面一状態となっている。同時に、上記のように表皮材５側の起立片１０を基材２側の側壁８と嵌合させることで基材２と表皮材５との間には所定の密閉空間Ｒが形成されていて、この部分に後述するように事後的に発泡樹脂材料を充填してパッド材たる軟質の発泡体層３を成形することにより表皮材５が当該発泡体層３にて裏打ちされ、なお且つこの基材２と発泡体層３および表皮材５の三者が一体化されている。

ここで、図３のほか図４，５に示すように、表皮材５側の起立片１０を受容することになる基材側凹部９の側壁８の内面には段状部１１を形成してある一方、それの相手側となる表皮材５側の起立片１０の先端には薄肉状のシールリップ１２を延長形成してある。そして、段状部１１の高さ位置は、図５に示すように表皮材５側の起立片１０を基材２側の側壁８と嵌合させた時に起立片１０の先端面１０ａが段状部１１に当接して、スピーカーグリル７の表面と表皮材５の一般部５ａとが面一状態となるように設定してある。同時に、凹部９の内底面から段状部１１までの高さをＨ１とし、起立片１０の先端面１０ａからのシールリップ１２の突出長さをＨ２としたとき、Ｈ１＜Ｈ２となるように設定してある。

したがって、上記のように表皮材５側の起立片１０を基材２側の側壁８と嵌合させた時には、図３に示すようにシールリップ１２の先端部が凹部９の内隅部である内底面のコーナー部に圧接しつつ湾曲していわゆる撓み変形することになる。このシールリップ１２の基材側凹部９の内底面に対する圧接のためにシールリップ１２によるシール効果が発揮されて、それら基材２と表皮材５とで隔離形成された密閉空間Ｒに所定の発泡樹脂材料を充填して発泡体層３を成形したとしても、それらの発泡体層３は上記密閉空間Ｒのみに充満して、スピーカーグリル７と表皮材５との境界部から発泡樹脂材料が漏出するのを未然に防止することができる。

また、基材側凹部９の側壁８に形成した段状部１１と起立片１０とが当接している限りは基材２と表皮材５との重合方向での相対位置決め効果が発揮されて、スピーカーグリル７の表面と表皮材５の一般部５ａとの面一性も同時に確保されることになる。

図５は上記スピーカーグリル７を有するドアトリム１を成形する際の要部の成形手順を示している。

図５の（Ａ）に示すように、前もってそれぞれ独立して成形された基材２と表皮材５とを用意し、例えば半割型構造の成形型の一方の型がキャビティブロック１３として、他方の型がコアブロック１４としてそれぞれ形成されている場合に、型開き状態において基材２を成形型のコアブロック１３に、表皮材５をキャビティブロック１４にそれぞれセットして、例えば負圧吸引力等の手段をもってキャビティブロック１３またはコアブロック１４にそれぞれ位置決め支持させる。なお、上記のようにコアブロック１３に基材２を、キャビティブロック１４に表皮材５をそれぞれセットした段階で、基材２と表皮材５との水平方向での相対位置決めが自律的になされることになる。

この状態から同図（Ｂ）の状態を経た上で同図（Ｃ）に示すように型締めすると、基材側凹部９の側壁８と表皮材５の起立片１０とが嵌合しつつ起立片１０の先端面１０ａが側壁８の段状部１１に当接して、基材２と表皮材５との重ね合わせ方向での相対位置決めがなされて、基材２の一般部２ａとスピーカーグリル７の表面とがいわゆる面一状態となる。その結果として、基材２と表皮材５との間には発泡体層３となるべき密閉空間Ｒが隔離形成されることになる。

同時に、シールリップ１２が基材側凹部９の内隅部、すなわち基材側凹部９の内底面のコーナー部に圧接して撓み変形することで、それらの基材側凹部９の側壁８と表皮材５側の起立片１０との嵌合部における隙間がシールリップ１２の圧接力をもってシールされる。

そして、図５の（Ｃ）の状態から同図（Ｄ）に示すように基材２と表皮材５との間の密閉空間Ｒに所定の発泡樹脂材料を充填した上で発泡を促進させながら発泡成形を行うと、軟質の発泡体層３が成形されて上記密閉空間Ｒに充満し、表皮材５が発泡体層３をもって裏打ちされるとともに、その発泡体層３を含む基材２と表皮材５とが三層構造をもって一体化されることになる。

この時、基材側凹部９の側壁８と表皮材５側の起立片１０との嵌合部における隙間がシールリップ１２の圧接力をもってシールされているため、発泡樹脂材料が側壁８と起立片１０との隙間に漏出することはない。

この後、発泡体層３の発泡成形完了を待って成形型を型開きして、製品たるドアトリム１を周知の方法により成型型から脱型する。

その結果として、基材２の一部であるスピーカーグリル７の表面と表皮材５の一般部５ａとの境界部において両者の間に段差が発生しないばかりでなく、その面一性も確保されて、両者の一体感も良好なものとなる。

図６〜８は、上記表皮材５をＲＩＭ成形するための成形金型の構造を示す。

図６の（Ａ）に示すように、この金型は、固定型としてのキャビティブロック１５と可動型としてのコアブロック１６とを主要素として構成されていて、キャビティブロック１５にはミキシングヘッド１７が付帯していいる。コアブロック１６の一部は成形対象となる表皮材５のアンダーカットカット回避のために可動式のスライドコア１８，１９として分割形成されていて、これらのスライドコア１８，１９はエジェクタプレート２０の動きに応じてコアブロック１６から出没することができるようになっている。

そして、エジェクタプレート２０はエジェクトシリンダ２１の伸縮動作に応じて昇降動作するようになっているとともに、エジェクタプレート２０から延設したロックバー２２をロックシリンダ２３にてロックすることにより、そのエジェクタプレート２０をキャビティブロック１５に一時的に固定することができるようになっている。同時に、エジェクタプレート２０はガススプリング（ガスステー）２３によって常時下方に付勢されている。

このような金型構造においては、図６の（Ａ）に示す型締め状態においてミキシングヘッド１７から例えば二液タイプの発泡樹脂材料をキャビティ２４内に充填することで発泡ウレタン製の表皮材５が成形される。この時にはエジェクタプレート２０はロックシリンダ２３によってロックされている。

成形後、同図（Ｂ）に示すように型開き動作に移行すると、ガススプリング２３の付勢力とロックシリンダ２３のロックのためにコアブロック１６がスライドコア１８，１９を元の位置に残したまま単独で上昇する。これにより、一方のスライドコア１８がコアブロック１６に対し水平方向にもスライド変位して、成形されたばかりの表皮材５の端末部５ｃでのアンダーカットカットの関係が回避される。

こうして、スライドコア１８によるアンダーカットの関係が回避されたならば、ロックシリンダ２３によるエジェクタプレート２０のロックを解除して、さらなる型開き動作を継続する。そして、型開きが完了した状態が図７であり、この状態で初めてキャビティブロック１５側に残された表皮材５の脱型が可能となる。

この後、エジェクトシリンダ２１にてエジェクタプレート２０を上昇動作させれば各スライドコア１８，１９が元の状態、すなわちコアブロック１６に格納された状態に戻り、その上でコアブロック１６を下降させて型締めすれば再び図６の（Ａ）に示した型締め状態となる。

ここで、図８に拡大して示すように、一方のスライドコア１９に先に述べたシールリップ１２を成形するための溝部２５を予め形成しておけば、表皮材５の成形と同時にシールリップ１２を一体に成形することが可能となる。

図９は本発明に係る技術の第２の実施の形態を示す。なお、図９において、図５に示した先の第１の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。

図９に示すように、基材側凹部９の側壁８に形成された段状部１１ａおよび表皮材５側の起立片１０の先端面１０ｂを、基材側凹部９の内底面側に向かって下り勾配となる傾斜面として形成してある。

この実施の形態によれば、傾斜面形状の段状部１１ａに対して同じく傾斜面形状の起立片１０の先端面１０ｂを当接させることで、その起立片１０の先端のシールリップ１２が基材側凹部９の内底面に沿って湾曲しつつ撓み変形することになるので、シールリップ１２の湾曲方向が反転してしまうのを未然に防止することが可能となる。その結果として、起立片１０の先端面１０ｂと基材側凹９の内底面との間に湾曲方向が反転したシールリップ１２を挟み込んでしまうことがなく、基材２の一部であるスピーカーグリル７の表面と表皮材５の一般部５ａとの面一性をより確実に確保できるようになる。

ここで、上記各実施の形態においては、表皮材付き発泡成形品として自動車のドアトリム１を例にとって説明したが、本発明はドアトリム１以外の同様の内装部品、例えばインストルメントパネルやコンソールリッド等にも適用するすることができることは言うまでもない。

本発明に係る表皮材付き発泡成形品としてドアトリムの一例を示す斜視図。 図１のＡ−Ａ線線に沿う拡大断面図。 図２のさらなる拡大図。 図３における表皮材単独での要部拡大図。 本発明に係る成形方法の第１の実施の形態として、図３におけるドアトリムを成形する際の要部の工程説明図。 （Ａ）は図３の表皮材を成形するための成形金型の型締め状態での断面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の状態から型開き動作を開始した時の断面説明図。 同じく図６の成形金型の型開き完了状態での断面説明図。 図６のおけるスライドコアの要部拡大図。 本発明に係る成形方法の第２の実施の形態として、ドアトリムを成形する際の要部の工程説明図。

符号の説明

１…ドアトリム（表皮材付き発泡成形品）
２…基材
２ａ…一般部
３…発泡体層
５…表皮材
５ａ…一般部
７…スピーカーグリル
８…側壁
９…基材側凹部
１０…起立片
１０ａ…先端面
１０ｂ…先端面
１１…段状部
１１ａ…段状部
１２…シールリップ
Ｒ…密閉空間

Claims (6)

1. 基材と表皮材とを重ね合わせた上で両者の間に発泡樹脂材料を充填して発泡体層を成形することにより、表皮材が発泡体層にて裏打ちされるようにそれら基材と発泡体層および表皮材の三者を一体化してなる発泡成形品であって、
   基材にはその一部を断面略クランク状に曲折形成することで基材側凹部を形成するとともに、表皮材にはその端部を曲折形成してなる起立片と起立片の先端から延長形成した薄肉状のシールリップとをそれぞれ形成し、
   上記基材と表皮材とを重ね合わせる際に、基材側凹部の側壁と表皮材側の起立片とを嵌合させることでそれら基材と表皮材との間に発泡体層となるべき空間を形成するとともに、上記シールリップを基材側凹部の内隅部に圧接させてあり、
   さらに、上記基材側凹部における側壁の内面には表皮材側の起立片の先端と当接して基材と表皮材との重ね合わせ方向での相対位置を規制する段状部を形成し、
   上記起立片からのシールリップの突出長さを凹部の内底面から段状部までの高さよりも大きく設定してあることを特徴とする表皮材付き発泡成形品。
2. 上記起立片の先端と段状部との当接を傾斜面同士の当接としてあることを特徴とする請求項１に記載の表皮材付き発泡成形品。
3. 上記基材と表皮材との境界部において両者が面一状態となるように設定してあることを特徴とする請求項１または２に記載の表皮材付き発泡成形品。
4. 請求項１に記載の表皮材付き発泡成形品を成形する成形方法であって、
   基材にはその一部を断面略クランク状に曲折形成することで基材側凹部を、表皮材にはその端部を曲折形成してなる起立片と起立片の先端から延長形成した薄肉状のシールリップとをそれぞれ形成しておき、
   上記基材側凹部における側壁の内面には表皮材側の起立片の先端と当接して基材と表皮材との重ね合わせ方向での相対位置を規制する段状部を形成しておくとともに、
   上記起立片からのシールリップの突出長さを凹部の内底面から段状部までの高さよりも大きく設定しておき、
   上記基材と表皮材とを重ね合わせる際に、基材側凹部の側壁と表皮材側の起立片とを嵌合させることでそれら基材と表皮材との間に発泡体層となるべき空間を形成するとともに、上記シールリップを基材側凹部の内隅部に圧接させ、
   その状態で上記発泡体層となるべき空間に発泡樹脂材料を充填して発泡体層を成形することを特徴とする表皮材付き発泡成形品の成形方法。
5. 上記起立片の先端と段状部との当接が傾斜面同士の当接となるように設定してあることを特徴とする請求項４に記載の表皮材付き発泡成形品の成形方法。
6. 上記基材と表皮材との境界部において両者が面一状態となるように設定してあることを特徴とする請求項４または５に記載の表皮材付き発泡成形品の成形方法。

Images