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

表皮材付き発泡成形品とその成形方法 Download PDF

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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。
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