JP6563612B2 - 車両内装用ボード及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、一対の金属板と、それらの間に形成される発泡ポリウレタン層と、を有する積層構造の車両内装用ボード及びその製造方法に関する。
従来、車両内装用ボードとして、一対の薄い鋼板と、それらの間に挟まれる硬質発泡ポリウレタン層と、を有する自動車用床板が知られている（例えば、特許文献１）。この種の車両内装用ボードは、金型にセットされた一対の鋼板の間に発泡性原料を注入して反応させる反応射出成形（ＲＩＭ：Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）によって成形される。
具体的には、この種の車両内装用ボードを製造するための成形装置は、一対の鋼板を挟み込む下型及び上型を備えている。下型の上面及び上型の下面には、車両内装用ボードを構成する鋼板と平面形状が一致する浅い凹部が形成されている。これら凹部の底面が鋼板をセットするセット面となっている。そして、下型及び上型のセット面にそれぞれ鋼板がセットされた状態で、下型の上面に上型が載せられ、上型と下型で挟まれた一対の鋼板の間に成形空間が形成される。なお、上型にセットされた鋼板は、上型に設けられた電磁石の電磁力またはバキューム吸引手段のバキューム作用によって保持される。
そして、一対の鋼板の間に形成された成形空間に、ポリオールとイソシアネートを含む液状の発泡性原料が供給され、その発泡性原料が所定温度に加熱される。これにより、化学反応が生じ、且つ発泡が生じて、一対の鋼板の間に鋼板と平面形状が一致する硬質発泡ポリウレタン層が形成される。その結果、一対の鋼板と、それらの間に挟まれる硬質発泡ポリウレタン層と、が一体化した、薄く軽量且つ高強度な車両内装用ボードが形成される。
特開２００２−１４４４７７号公報
しかしながら、上記した従来技術の車両内装用ボードは、金属板の劣化や剥離等を抑制して信頼性及び耐久性を向上させると共に、自動車等の燃費を向上させるために更なる軽量化を図り、且つ、生産性を高めるために改善すべき点があった。
具体的には、上記した従来技術では、下型及び上型に形成された凹部及びその底面であるセット面は、鋼板と平面形状が一致し、成形された後の硬質発泡ポリウレタン層の平面形状も鋼板の平面形状と同一である。そのため、車両内装用ボードの周囲端部においては、鋼板の切断面である端部が露出していた。即ち、鋼板の主面に亜鉛メッキや塗装等の表面処理が施されていても、車両内装用ボードの周囲端部においては、鋼板の表面処理が施されていない切断面が露出する。これにより、鋼板の端部が酸化等によって劣化する恐れがあった。
また、車両内装用ボードの周囲縁部では、鋼板の剥離や硬質発泡ポリウレタン層の欠けが生じ易いという問題点もあった。即ち、車両内装用ボードの端部に露出している鋼板と硬質発泡ポリウレタン層との境界近傍を起点として鋼板の剥離が生じ易く、鋼板が剥がれることによって硬質発泡ポリウレタン層が欠け易くなる。また、成形後の車両内装用ボードを下型や上型の凹部から取り外す際には、鋼板の端部近傍の離型が難しく、露出している鋼板の端部が下型等に引っ掛かり易いため、鋼板の端部近傍が剥がれてしまう恐れもあった。
また、特許文献１に開示されたバキューム吸引手段のように、上型に形成された複数のバキューム孔からのバキューム作用によって鋼板を吸引して保持する構成では、発泡性原料が鋼板の外面側やバキューム孔の内部に漏れ出し易いという問題点があった。即ち、成形空間に発泡性原料が供給された際に、発泡性原料がバキューム作用によって吸引されてしまう。発泡性原料が鋼板の外面側に漏れ出すと、漏れ出した発泡性原料が反応硬化して、鋼板の外面に硬質発泡ポリウレタンが付着することになる。そうすると、車両内装用ボードの外面を高品質に仕上げて良好な外観及び好適な表面強度を確保することが難しくなる。また、成形後の車両内装用ボードの離型が困難になるという問題も生ずる。また、発泡性原料がバキューム孔の内部に入り込むと、バキューム孔の詰まり等の原因になる。
また、車両内装用ボードに、例えば、把手やヒンジ部品等の他の部品を取り付けるためには、それらの部品を取り付けるための取付孔等を車両内装用ボードに形成する必要がある。従来は、硬質発泡ポリウレタン層を形成して車両内装用ボードを一体的に成形する工程が行われた後に、成形された車両内装用ボードに対して取付孔等を形成する工程が別途行われていた。そのため、生産工程を削減して生産の効率化を図ることが望まれていた。
また、車両内装用ボードの軽量化を図るため、車両内装用ボードを薄くするまたは鋼板の代わりにアルミニウム板を採用する等の場合には、車両内装用ボードの強度が低下する恐れがある。車両内装用ボードに他の部品を取り付けるための取付孔等の近傍においては、車両内装用ボードの強度が不足すると、他の部品を適切に固定できなくなる恐れがあった。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、金属板端部近傍の劣化や剥離等が少なく、高品質で、薄く軽量、高強度、且つ、生産性に優れる車両内装用ボード及びその製造方法を提供することにある。
本発明の車両内装用ボードは、一対の金属板と、前記一対の金属板の間に形成された発泡ポリウレタン層と、を備え、周囲縁部において、前記発泡ポリウレタン層は、前記金属板の周囲端部を覆い、前記金属板の外面と面一に形成されていることを特徴とする。
また、本発明の車両内装用ボードの製造方法は、一対の金属板をそれぞれ所定形状に成形する工程と、前記一対の金属板のそれぞれ内面になる主面にエポキシ樹脂系のコーティング剤を塗布する工程と、前記コーティング剤が塗布された前記内面になる主面を対向させて前記一対の金属板を下型及び上型で挟み込んで前記一対の金属板の間に成形空間を形成する工程と、前記成形空間に発泡ポリウレタンの原料を注入して反応させて発泡ポリウレタン層を形成する工程と、を具備し、前記下型及び前記上型には、それぞれ前記金属板の平面形状よりも大きく前記金属板の外面になる主面が当接するように前記金属板がセットされるセット面が形成されており、前記下型には、前記セット面から突出する下型突起部が形成されており、前記金属板を成形する工程では、前記金属板に位置決め用の孔が形成され、前記成形空間を形成する工程では、前記下型側に配置される前記金属板の前記孔が前記下型突起部に嵌合するように前記金属板がセットされ、前記一対の金属板は、それぞれ前記セット面の中央付近に配置されることを特徴とする。
本発明の車両内装用ボードによれば、一対の金属板と、一対の金属板の間に形成された発泡ポリウレタン層と、を備え、金属板の周囲端部は、発泡ポリウレタン層で覆われている。これにより、金属板の切断面である周囲端部の酸化を抑制することができる。
また、金属板の周囲端部が発泡ポリウレタン層で覆われることにより、金属板の周囲縁部において、金属板と発泡ポリウレタン層との接合が良好になり、金属板の剥離を防止することができる。
また、車両内装用ボードの周囲縁部は、金属板の外面と面一に形成される発泡ポリウレタン層で取り囲まれることになる。車両内装用ボードの周囲縁部が発泡ポリウレタン層で形成されることにより、車両内装用ボードの周囲角部に丸み付けを施すことが可能となる。これにより、車両内装用ボードの製造工程において、車両内装用ボードを型から取り外す際、金属板の剥離や発泡ポリウレタン層の欠け等を防止することができ、車両内装用ボードの離型が容易になる。
また、本発明の車両内装用ボードによれば、一対の金属板には、車両内装用ボードに他の部品を取り付けるための取付孔が形成されており、取付孔の周囲の発泡ポリウレタン層の内部には、補強部材が配設されていても良い。これにより、取付孔近傍の剛性及び強度が高められ、車両内装用ボードに把手やヒンジ等の他の部品を強固に固定することができる。また、取付孔近傍の剛性及び強度を確保しつつ、車両内装用ボードの薄化や軽量化を図ることができる。
また、本発明の車両内装用ボードの製造方法によれば、一対の金属板をそれぞれ所定形状に成形する工程と、一対の金属板のそれぞれ内面になる主面にエポキシ樹脂系のコーティング剤を塗布する工程と、コーティング剤が塗布された内面になる主面を対向させて一対の金属板を下型及び上型で挟み込んで一対の金属板の間に成形空間を形成する工程と、成形空間に発泡ポリウレタンの原料を注入して反応させて発泡ポリウレタン層を形成する工程と、を具備し、下型及び上型のセット面は、金属板の平面形状よりも大きく形成されており、成形空間を形成する工程では、一対の金属板は、それぞれセット面の中央付近に金属板の外面になる主面が当接するように配置される。これにより、車両内装用ボードの周囲縁部において、発泡ポリウレタン層は、金属板の周囲端部を覆い、金属板の外面と面一に形成される。これにより、金属板の周囲端部の酸化を抑制することができる。また、金属板の周囲端部が発泡ポリウレタン層に接合され、金属板と発泡ポリウレタン層との接合強度が高められる。よって、金属板の剥離を防止することができる。
また、車両内装用ボードの周囲縁部が発泡ポリウレタン層で形成されることにより、車両内装用ボードの周囲角部に丸み付けを施すことができる。これにより、金属板の剥離や発泡ポリウレタン層の欠け等を防止しつつ、車両内装用ボードの離型を容易化することができる。
また、下型には、セット面から突出する下型突起部が形成されており、金属板を成形する工程では、金属板に位置決め用の孔が形成され、成形空間を形成する工程では、下型側に配置される金属板の孔が下型突起部に嵌合するように金属板がセットされる。これにより、金属板の位置決めを容易且つ正確に行うことができる。よって、車両内装用ボードの周囲縁部に、金属板の周囲端部を覆う発泡ポリウレタン層を所定の幅寸法で正確に形成することができる。
また、本発明の車両内装用ボードの製造方法によれば、発泡ポリウレタン層を形成する工程では、下型突起部に対応する位置に、車両内装用ボードに他の部品を取り付けるための取付孔が形成されても良い。即ち、車両内装用ボードを成形する工程において、位置決め用の下型突起部を利用して、車両内装用ボードに他の部品を取り付けるための取付孔を同時に形成することができる。これにより、車両内装用ボードを成形した後に、取付孔を形成する工程を別途行う必要がなくなり、生産性が向上する。
また、本発明の車両内装用ボードの製造方法によれば、下型突起部の少なくとも1つは、上型側に配置される金属板の内面になる主面に当接しても良い。これにより、下型の上に２枚の金属板を所定の間隔を設けてセットすることができ、金属板のセットが容易になる。また、上型に金属板を保持するために設けられる電磁石やバキューム孔等を削減若しくは省略することができる。
また、本発明の車両内装用ボードの製造方法によれば、下型突起部の少なくとも1つは、上型に達するよう形成されており、金属板を成形する工程では、上型に達する下型突起部の位置に対応して上型側に配置される金属板に孔が形成されても良い。これにより、発泡ポリウレタン層を形成する工程において、車両内装用ボードに、車両内装用ボードの一方の外面から他方の外面に貫通する取付孔を形成することができる。
また、本発明の車両内装用ボードの製造方法によれば、上型には、上型に達する下型突起部の位置に対応してセット面から突出して下型突起部に当接する上型突起部が形成されており、成形空間を形成する工程では、上型側に配置される金属板の孔が上型突起部に嵌合するように金属板がセットされても良い。これにより、上型側に配置される金属板の位置決めが容易且つ正確になる。
また、本発明の車両内装用ボードの製造方法によれば、上型に達する下型突起部の少なくとも1つは、上型側に配置される金属板の内面になる主面に当接する段部を有し、上型側に配置される金属板に形成される孔に嵌合しても良い。これにより、下型の上に２枚の金属板を所定の間隔を設けて正確な位置にセットすることができる。
また、本発明の車両内装用ボードの製造方法によれば、下型及び上型の少なくとも一方のセット面には、該セット面に開口するバキューム孔と、バキューム孔の周囲を囲むシール部材と、が設けられており、成形空間を形成する工程では、バキューム孔の内部が減圧されてシール部材で囲まれた領域に金属板が吸引されて、セット面にセットされた金属板が下型または上型に保持されても良い。これにより、金属板を下型または上型に密着させて所定の位置に保持することができ、金属板の外面に発泡ポリウレタンが漏れて付着することを抑制することができる。よって、高品質な車両内装用ボードを製造することができる。また、特に、アルミニウム等の非磁性材料からなる金属板を好適に保持することができるので、軽量で高強度な車両内装用ボードを形成することができる。また、発泡ポリウレタンによるバキューム孔の詰まり等を抑制することができる。
また、本発明の車両内装用ボードの製造方法によれば、成形空間を形成する工程では、一対の金属板の間であって下型突起部に嵌合した孔の周囲に補強部材が配設され、発泡ポリウレタン層を形成する工程では、補強部材が発泡ポリウレタン層の内部に固定されても良い。これにより、下型突起部を位置決めに利用して、孔近傍の正確な位置に補強部材を配設することができ、孔の周辺の剛性及び強度を高めることができる。そして、当該孔を車両内装用ボードに他の部品を取り付けるための取付孔として利用して、車両内装用ボードに把手やヒンジ等の他の部品を強固に固定することができる。よって、取付孔近傍の剛性及び強度を確保しつつ、車両内装用ボードの薄化や軽量化を図ることができる。また、強度を高めるための別部品等を後工程で別途取り付ける必要がなくなり、生産性が向上する。
図１は、本発明の実施形態に係る車両内装用ボードを示す斜視図である。 図２（Ａ）は、本発明の実施形態に係る車両内装用ボードの周囲縁部を示す断面図である。図２（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る車両内装用ボードの周囲縁部の他の例を示す断面図である。 図３（Ａ）は、本発明の実施形態に係る車両内装用ボードの取付孔付近を示す断面図である。図３（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る車両内装用ボードの取付孔付近の他の例を示す断面図であり、図３（Ｃ）は、取付孔付近の更に他の例を示す断面図である。 図４（Ａ）は、本発明の実施形態に係る車両内装用ボードの把手孔付近を示す平面図であり、図４（Ｂ）は、把手孔付近を示すＡ−Ａ線断面図である。 図５（Ａ）ないし図５（Ｃ）は、本発明の実施形態に係る車両内装用ボードの製造工程を示す図であり、図５（Ａ）は、一対の金属板が下型及び上型にセットされた状態を示す図であり、図５（Ｂ）は、成形空間が形成された状態を示す図であり、図５（Ｃ）は、発泡ポリウレタン層が形成された状態を示す図である。 図６（Ａ）は、本発明の実施形態に係る車両内装用ボードの製造工程における下型及び上型にセットされた状態の金属板の周囲端部近傍を示す断面図である。図６（Ｂ）は、下型のバキューム孔付近を示す平面図である。 図７（Ａ）は、本発明の実施形態に係る車両内装用ボードの製造工程における成形空間が形成された状態の下型突起部及び上型突起部付近を示す断面図であり、図７（Ｂ）は、下型突起部の他の例を示す下型突起部付近の断面図であり、図７（Ｃ）は、下型突起部の更に他の例を示す下型突起部付近の断面図である。 図８（Ａ）は、本発明の実施形態に係る車両内装用ボードの成形装置の下型の把手孔成形部付近を示す斜視図であり、図８（Ｂ）は、成形空間が形成された状態の把手孔成形部付近を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態に係る車両内装用ボード及びその製造方法について図面に基づき詳細に説明する。
先ず、図１ないし図４を参照して、本発明の実施形態に係る車両内装用ボード１の構成について詳細に説明する。図１は、車両内装用ボード１の概略構造を示す斜視図である。車両内装用ボード１は、例えば、自動車の荷室の床板等として用いられるものである。
図１に示すように、車両内装用ボード１は、一対の金属板１１、１２と、金属板１１と金属板１２の間に形成された発泡ポリウレタン層１３と、を備える。車両内装用ボード１は、後述する製造方法によって一体的に成形された多層構造の板状体である。車両内装用ボード１の厚みは、例えば、約３〜２０ｍｍであり、車両内装用ボード１は、用途に応じた所定の周囲形状に成形される。
一対の金属板１１、１２は、例えば、厚み約０．１〜０．３ｍｍ、好ましくは、厚み約０．１２〜０．１５ｍｍの略平坦なアルミニウム板である。なお、図においては、説明のため金属板１１、１２の厚みを大きく表している。金属板１１、１２としてアルミニウム板が用いられることより、軽量且つ高強度な車両内装用ボード１となる。また、金属板１１、１２は、例えば、波形等、所定の凹凸形状に形成されても良い。これにより、強度を確保しつつ車両内装用ボード１の軽量化を図ることができる。なお、金属板１１、１２としては、亜鉛めっき鋼板や各種塗装鋼板等、その他の金属板が用いられても良い。金属板１１、１２として鋼板が用いられる場合には、金属板１１、１２の厚みは、約０．０７〜０．３ｍｍが好ましい。
車両内装用ボード１には、車両内装用ボード１に図示しないヒンジや把手等の他の部品を取り付けるための取付孔１４、把手孔１５及びその他の図示しない取付孔等が形成されている。取付孔１４及び把手孔１５等は、発泡ポリウレタン層１３を形成して車両内装用ボード１を一体的に成形する工程で形成される。詳細については、後述する。
また、図示を省略するが、車両内装用ボード１の外面には、用途に応じて表面仕上げ用の表皮材として、カーペット等が貼付される。表皮材としては、例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）製の不織布等が用いられる。また、表皮材として、その他の繊維等を材料とする不織布や繊維織物、その他各種シート材等が用いられても良い。
図２（Ａ）は、車両内装用ボード１の周囲縁部の概略構造を示す断面図である。図２（Ａ）に示すように、発泡ポリウレタン層１３は、金属板１１、１２よりも平面形状が大きく、車両内装用ボード１の周囲縁部において、金属板１１、１２の周囲端部１１ｃ、１２ｃよりも外側に突出している。
そして、金属板１１、１２の周囲端部１１ｃ、１２ｃは、発泡ポリウレタン層１３で覆われている。また、金属板１１、１２の周囲端部１１ｃ、１２ｃよりも外側に形成される部分の発泡ポリウレタン層１３は、その上面及び下面がそれぞれ金属板１１、１２の外面１１ａ、１２ａと面一に形成されている。
このように金属板１１、１２の周囲端部１１ｃ、１２ｃが発泡ポリウレタン層１３で覆われることにより、金属板１１、１２の切断面である周囲端部１１ｃ、１２ｃの酸化等による劣化を抑制することができる。また、金属板１１、１２の周囲端部１１ｃ、１２ｃにおいて、金属板１１、１２と発泡ポリウレタン層１３との接合が良好になり、金属板１１、１２の剥離を防止することができる。
図２（Ｂ）は、車両内装用ボード１の周囲縁部の他の例を示す断面図である。前述のとおり、車両内装用ボード１の周囲縁部は、発泡ポリウレタン層１３で取り囲まれている。このような構成により、図２（Ｂ）に示すように、車両内装用ボード１の周囲角部に丸み付けを施し、面取り部１３ａを形成することが可能となる。
面取り部１３ａが形成されることにより、車両内装用ボード１の製造工程において、車両内装用ボード１を型から取り外す際、金属板１１、１２の剥離や発泡ポリウレタン層１３の欠け等を防止することができ、車両内装用ボード１の離型が容易になる。なお、面取り部１３ａの形状は、丸み付け形状に限定されるものではなく、周囲角部に平面を付ける面取り形状でも良い。また、面取り部１３ａは、車両内装用ボード１の上下両面側の角部に形成されても良い。また、図２（Ａ）に示すように、面取り部１３ａが形成されない構成も勿論可能である。
図３（Ａ）は、車両内装用ボード１の取付孔１４付近の概略構成を示す断面図である。図３（Ｂ）は、取付孔１４付近の概略構成の他の例を示す断面図であり、図３（Ｃ）は、取付孔１４付近の概略構成の更に他の例を示す断面図である。
図３（Ａ）に示すように、車両内装用ボード１に図示しないヒンジ等の他の部品を取り付けるための取付孔１４は、例えば、一方の外面１１ａからその反対側となる他方の外面１２ａに貫通する孔として形成される。取付孔１４には、他の部品を固定するための、図示しないねじやリベット等の締結具等が挿通される。
また、図３（Ｂ）に示すように、取付孔１４の周囲には、補強部材としてのグロメット２５等が配設されても良い。グロメット２５は、補強部材としての機能に加え、締結部材としての機能を兼ね備えても良い。
具体的には、グロメット２５は、例えば、合成樹脂や金属等からなる略円筒状の部材等であり、内周面に図示しないタッピングねじ等が螺合するものであっても良い。また、グロメット２５は、図示しないねじ等が螺合するための雌ねじが予め形成されたナット等であっても良い。また、グロメット２５は、図示しない他のグロメット等が係合するための係合部が形成された係合部材等であっても良い。
このようにグロメット２５が配設されることにより、取付孔１４近傍の剛性及び強度が高められ、または、取付孔１４とそこに固定される締結具等との接合が強固になり、車両内装用ボード１に他の部品を強固に固定することができる。また、グロメット２５等によって取付孔１４近傍の剛性及び強度を確保することにより、車両内装用ボード１の薄化や軽量化を図ることができる。
また、取付孔１４は、車両内装用ボード１の一方の外面１１ａから他方の外面１２ａに貫通する孔に限定されるものではなく、図３（Ｃ）に示すように、貫通しない穴であっても良い。そして、取付孔１４が貫通しない穴として形成される場合にも、取付孔１４の周囲に補強部材または締結部材としてのグロメット２６等が配設されても良い。
図４（Ａ）は、車両内装用ボード１の把手孔１５付近を示す平面図である。図４（Ｂ）は、把手孔１５付近を示す断面図であり、図４（Ａ）に示すＡ−Ａ線断面を示している。
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、車両内装用ボード１には、図示しない把手等の他の部品を取り付けるための取付孔である把手孔１５が形成されている。把手孔１５周囲の発泡ポリウレタン層１３の内部には、把手孔１５を囲むように、補強部材としての補強金具２７が配設されている。
補強金具２７は、例えば、鋼等の金属製の棒材等を曲折することにより形成される平面視略Ｃ字形状の部材である。把手孔１５の周囲に補強金具２７が配設されることにより、把手孔１５近傍の剛性及び強度を高めることができる。
次に、図５ないし図８を参照して、車両内装用ボード１の成形装置３０及び製造方法について詳細に説明する。
図５（Ａ）ないし図５（Ｃ）は、車両内装用ボード１の製造工程を示す図である。図５（Ａ）は、一対の金属板１１、１２が下型３１及び上型３２にセットされた状態を示す図である。図５（Ｂ）は、成形空間６０が形成された状態を示す図であり、図５（Ｃ）は、発泡ポリウレタン層１３が形成された状態を示す図である。
車両内装用ボード１を製造するための工程として、先ず、金属板１１、１２を成形する工程が行われる。具体的には、例えば、プレスせん断加工やレーザー加工等によって、一対の金属板１１、１２がそれぞれ所定形状にカットされる。
次に、コーティング剤を塗布する工程が行われる。コーティング剤を塗布する工程では、一対の金属板１１、１２のそれぞれ一方の主面にエポキシ樹脂系のコーティング剤が塗布される。このコーティング剤が塗布された前記一方の主面は、車両内装用ボード１が形成された際に発泡ポリウレタン層１３側を向く内面１１ｂ、１２ｂになる主面である。そして、塗布されたコーティング剤を乾燥させる乾燥工程が行われ、これにより、コーティング剤は乾燥する。
次に、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、成形空間６０を形成する工程が行われる。成形空間６０を形成する工程では、先ず、図５（Ａ）に示すように、コーティング剤が塗布された金属板１１、１２がＲＩＭ成形装置である成形装置３０の下型３１及び上型３２にセットされる。
ここで、成形装置３０は、下型３１と、下型３１にヒンジ部４０を介して開閉自在に接続された上型３２と、を有する。成形装置３０の下型３１の上面には、平面形状が金属板１１よりも大きい凹部３４が形成されている。凹部３４の底面は、金属板１１がセットされるセット面３５となる。このセット面３５の略中央に金属板１１の外面１１ａになる主面、即ちコーティング剤が塗布された内面１１ｂに対して反対側の主面、が当接するようにして、金属板１１がセット面３５にセットされる。
また、上型３２には、金属板１２よりも平面形状が大きいセット面３６が形成されている。このセット面３６の略中央に金属板１２の外面１２ａになる主面、即ちコーティング剤が塗布された内面１２ｂに対して反対側の主面、が当接するようにして、金属板１２がセット面３６にセットされる。
そして、下型３１のセット面３５に開口するバキューム孔３８及び上型３２のセット面３６に開口するバキューム孔３９の内部が図示しないバキューム装置によって減圧される。これにより、金属板１１、１２は、下型３１及び上型３２にそれぞれ保持される。なお、金属板１１、１２として、例えば、鋼板等の磁性材料を使用する場合には、電磁石の磁力を利用して金属板１１、１２を保持しても良い。
次に、図５（Ｂ）に示すように、上型３２が閉じられて、下型３１の上面に載せられる。これにより、コーティング剤が塗布された内面１１ｂ、１２ｂになる主面を対向させるようにして、一対の金属板１１、１２が下型３１及び上型３２で挟み込まれる。そして、金属板１１、１２の間に成形空間６０が形成される。
そして次に、図５（Ｃ）に示すように、発泡ポリウレタンの液体原料であるイソシアネートとポリオールを含む液状の混合原料が注入ポート３７を経由して成形空間６０に注入され、発泡ポリウレタン層１３を形成する工程が行われる。
ここで、下型３１及び上型３２は、図示しない加熱手段によって所定の温度、例えば６０〜８０℃、に維持されている。これにより、成形空間６０に注入された前記液体原料は、成形空間６０の内部で加熱され化学反応して発泡し硬化する。その結果、発泡ポリウレタン層１３が形成される。
このように液体原料が反応して発泡、硬化して、発泡ポリウレタン層１３が形成されることにより、発泡ポリウレタン層１３を接合部材として金属板１１、１２が強固に接合され、一体化された車両内装用ボード１が成形される。
なお、前述のとおり、金属板１１、１２の内面１１ｂ、１２ｂには、予めエポキシ樹脂系のコーティング剤が塗布されている。これにより、発泡ポリウレタン層１３と、金属板１１、１２との接合が強固になる。
発泡ポリウレタン層１３の成形が完了したら、バキューム孔３８、３９による金属板１１、１２の保持が解除され、上型３２が開かれ、車両内装用ボード１が下型３１から取り外される。
以上の工程により、一対の金属板１１、１２と発泡ポリウレタン層１３が一体となった積層構造の車両内装用ボード１が完成する。なお、この後、それぞれの用途に応じて、車両内装用ボード１の外面１１ａ、１２ａに適当な表皮材等が貼付され、また、車両内装用ボード１にその他の部品等が取り付けられて、車両等に用いられる床板等の製品が完成する。
図６（Ａ）は、成形空間６０が形成された状態における金属板１１、１２の周囲端部１１ｃ、１２ｃ近傍を示す断面図である。図６（Ｂ）は、下型３１のバキューム孔３８付近を示す平面図である。
前述のとおり、下型３１及び上型３２のセット面３５、３６は、金属板１１、１２の平面形状よりも大きく形成されており、成形空間６０を形成する工程では、金属板１１、１２は、それぞれセット面３５、３６の中央付近に配置される。即ち、成形空間６０が形成された状態において、周囲端部１１ｃ、１２ｃは、下型３１及び上型３２に当接しておらず、成形空間６０内に露出している。
これにより、液体原料を成形空間６０に注入して発泡ポリウレタン層１３（図２参照）を形成する工程において、発泡ポリウレタン層１３は、金属板１１、１２の周囲端部１１ｃ、１２ｃを覆い、金属板１１、１２の外面１１ａ、１２ａと面一に形成される。よって、金属板１１、１２の周囲端部１１ｃ、１２ｃの酸化を抑制することができる。また、金属板１１、１２と発泡ポリウレタン層１３との接合強度が高められ、金属板１１、１２の剥離等を防止することができる。
また、下型３１の凹部３４の周囲角部３４ａには、丸み付けが施されていても良い。これにより、図２（Ｂ）に示すように、車両内装用ボード１の周囲角部に面取り部１３ａを形成することができ、金属板１１、１２の剥離や発泡ポリウレタン層１３の欠け等を防止することができる。また、車両内装用ボード１の離型を容易化することができる。
また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、下型３１及び上型３２のセット面３５、３６には、セット面３５、３６に開口するバキューム孔３８、３９がそれぞれ形成されている。バキューム孔３８、３９の周囲には、バキューム孔３８、３９の周囲を囲むＯリング溝５１、５２が形成されており、Ｏリング溝５１、５２には、シール部材としてのＯリング５３、５４が装着されている。バキューム孔３８、３９及びそれらを囲むＯリング５３、５４は、複数箇所に形成され、金属板１１、１２を取り囲むように金属板１１、１２の周囲形状に対応して金属板１１、１２の周囲縁部に相当する位置に配列されている。
このような構成により、金属板１１、１２をセットする工程では、バキューム孔３８、３９の内部が減圧されてＯリング５３、５４で囲まれた領域に金属板１１、１２が吸引されて、金属板１１、１２が下型３１または上型３２に保持される。
これにより、金属板１１、１２を下型３１または上型３２に密着させて所定の位置に保持することができ、金属板１１、１２の外面１１ａ、１２ａに発泡ポリウレタンが漏れて付着することを抑制することができる。よって、高品質な車両内装用ボード１を製造することができる。
また、Ｏリング５３、５４に囲繞されたバキューム孔３８、３９による吸引を利用することにより、アルミニウム等の非磁性材料からなる金属板１１、１２を好適に保持することができる。よって、軽量で高強度な車両内装用ボード１を形成することができる。また、バキューム孔３８、３９の周囲にＯリング５３、５４が設けられることにより、発泡ポリウレタンによるバキューム孔３８、３９の詰まり等を抑制することができる。
図７（Ａ）は、車両内装用ボード１の製造工程における成形空間６０が形成された状態の下型ピン部４１及び上型ピン部４２付近の断面図である。図７（Ａ）に示すように、下型３１には、下型突起部として、セット面３５から上方に向かって突出する下型ピン部４１が形成されている。下型ピン部４１は、下部の径よりも上部の径の方が小さく形成された略円錐台形状の突起である。
同様に、上型３２には、上型突起部として、下型ピン部４１の位置に対応してセット面３６から下方に向かって突出して下型ピン部４１に当接する上型ピン部４２が形成されている。上型ピン部４２は、上部の径よりも下部の径の方が小さく形成された略円錐台形状の突起である。このように下型ピン部４１及び上型ピン部４２が略円錐台形状に形成されることにより、後述する金属板１１、１２のセットが容易なる。また、成形後の離型も容易になる。
前述の金属板１１、１２を成形する工程では、金属板１１に位置決め用の孔１６が形成され、金属板１２に位置決め用の孔１７が形成される。そして、成形空間６０を形成する工程では、下型３１側に配置される金属板１１の孔１６が下型ピン部４１に嵌合するように金属板１１がセットされる。同様に、上型３２側に配置される金属板１２の孔１７が上型ピン部４２に嵌合するように金属板１２がセットされる。
前述のとおり、下型ピン部４１及び上型ピン部４２は、略円錐台形状に形成されているので、下型ピン部４１及び上型ピン部４２に孔１６、１７を嵌合させる作業は容易である。上記の構成により、それぞれセット面３５、３６の中央付近に配置される金属板１１、１２の位置決めを容易且つ正確に行うことができる。即ち、図６（Ａ）に示すように、金属板１１、１２の周囲端部１１ｃ、１２ｃが下型３１及び上型３２に当接しない配置方法において、金属板１１、１２をセット面３５、３６に対して正確な位置にセットすることができる。これにより、車両内装用ボード１の周囲縁部に、金属板１１、１２の周囲端部１１ｃ、１２ｃを覆う発泡ポリウレタン層１３（図２参照）を所定の幅寸法で正確に形成することができる。
また、図７（Ａ）に示すように、下型ピン部４１及び上型ピン部４２によって金属板１１、１２の位置決めを行うことにより、発泡ポリウレタン層を形成する工程では、下型ピン部４１及び上型ピン部４２に対応する位置に上下方向に貫通する貫通孔が形成される。この貫通孔は、図３（Ａ）に示すように、車両内装用ボード１に他の部品を取り付けるための取付孔１４として利用することができる。
即ち、車両内装用ボード１を成形する工程において、図７（Ａ）に示す位置決め用の下型ピン部４１及び上型ピン部４２を利用して、車両内装用ボード１に他の部品を取り付けるための取付孔１４を同時に形成することができる。これにより、車両内装用ボード１を成形した後に、取付孔１４を形成する工程を別途行う必要がなくなり、車両内装用ボード１の生産性が向上する。
なお、図７（Ａ）に示すように、上型ピン部４２は、下型ピン部４１と比べて短く形成されている。これにより、成形後の上型３２の取り外しが容易になる。即ち、上型ピン部４２が短く形成されることにより、図５に示すように、ヒンジ部４０によって下型３１に連結されて扉状に回動して開かれる上型３２側の離型が容易になる。
また、図７（Ａ）に示す上型ピン部４２及び位置決め用の孔１７は、少なくとも２カ所あれば、金属板１２を正確な位置に配置することができる。そこで、例えば、上型３２に上型突起部としての上型ピン部４２を形成せず、下型３１には、上型３２に形成された孔１７に嵌合して上型３２の略平坦なセット面３６に当接する形態の下型突起部が形成されても良い。このような形態の下型突起部が形成されることによっても、発泡ポリウレタン層を形成する工程において、図３（Ａ）に示すような車両内装用ボード１の一方の外面１１ａから他方の外面１２ａに貫通する取付孔１４を形成することができる。
また、図３（Ｃ）に例示したように、取付孔１４は、必ずしも貫通する孔である必要はない。取付孔１４が外面１２ａに貫通しない穴である場合、図７（Ａ）に示す孔１７を金属板１２に形成する必要はなく、下型突起部は、上型３２に当接しない構成でも良い。
また、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示すように、取付孔１４に補強部材としてのグロメット２５、２６等が設けられる場合には、図７（Ａ）に示すように、金属板１１をセットする工程において、グロメット２５等は、下型ピン部４１に嵌合するよう配置される。これにより、下型ピン部４１を位置決めに利用して、グロメット２５等を所定の位置に容易且つ正確に配置することができる。
そして、下型ピン部４１に嵌合するよう配置されたグロメット２５等は、発泡ポリウレタン層１３（図３（Ｂ）参照）を形成する工程において、発泡ポリウレタン層１３の内部に固定される。よって、取付孔１４近傍の剛性及び強度を高めるための補強部材を後工程で別途取り付ける必要がない。
図７（Ｂ）は、下型突起部の他の例である下型ピン部４５付近の断面図である。図７（Ｂ）に示すように、下型突起部の少なくとも１つとして、上型３２側に配置される金属板１２の内面１２ｂになる主面に当接する下型ピン部４５が形成されても良い。
このように、金属板１２の内面１２ｂに当接する下型ピン部４５が形成されることにより、下型３１の上に２枚の金属板１１、１２を所定の間隔を設けてセットすることができる。即ち、図５（Ａ）に示すように上型３２が開かれた状態において、上型３２側の金属板１２を、上型３２ではなく、下型３１にセットすることができる。これにより、金属板１２のセットが容易になる。また、上型３２に金属板１２を保持するために設けられるバキューム孔３９や電磁石等を削減若しくは省略することができる。
図７（Ｃ）は、下型突起部の更に他の例としての下型ピン部４７付近を示す断面図である。図７（Ｃ）に示すように、下型突起部の少なくとも１つとして、上型３２側に配置される金属板１２の内面１２ｂに当接する段部４８を有し、且つ、金属板１２に形成された位置決め用の孔１７に嵌合する下型ピン部４７が形成されても良い。
即ち、下型ピン部４７の上端近傍には、該上端近傍が段差状に縮径されて、金属板１２の内面１２ｂに当接する段部４８と、段部４８から突設されて金属板１２の孔１７に嵌合する凸部４９と、が形成されている。また、上型３２には、下型ピン部４７の上端の凸部４９が嵌合する凹部５０が形成されていても良い。
このような構成により、金属板１１、１２をセットする工程において、下型３１の上に２枚の金属板１１、１２を所定の間隔を設けて正確な位置にセットすることができる。また、上型３２のバキューム孔３９や電磁石等を削減若しくは省略することができる。
図８（Ａ）は、成形装置３０の下型３１の把手孔成形部４３付近を示す斜視図であり、図８（Ｂ）は、金属板１１、１２がセットされて成形空間６０が形成された状態の把手孔成形部４３付近を示す断面図である。
図８（Ａ）に示すように、下型３１の凹部３４内には、把手孔１５（図４参照）を成形するための下型突起部である把手孔成形部４３が形成されている。把手孔成形部４３は、把手孔１５の形状に対応した平面形状で、セット面３５から上方に向かって突設されている。把手孔成形部４３の上面には、上方に開口し、一方の側面からその反対側になる他方の側面に貫通する流路溝４４が形成されている。
図８（Ｂ）に示すように、金属板１１、１２を成形する工程では、金属板１１、１２に、把手孔成形部４３の平面形状に対応する孔１８、１９がそれぞれ形成される。成形空間６０を形成する工程では、下型３１側に配置される金属板１１の孔１８が把手孔成形部４３に嵌合するように金属板１１が下型３１のセット面３５セットされる。また、下型３１にセットされた金属板１１の上には、把手孔成形部４３を位置決めとして、補強金具２７が載置される。
そして、上型３２側に配置される金属板１２の孔１９も把手孔成形部４３に嵌合するよう金属板１２がセットされる。把手孔成形部４３の上面は、下型３１の上に閉じられた上型３２のセット面３６に当接する。
そして、発泡ポリウレタン層１３（図１参照）を形成する工程において、成形空間６０に発泡ポリウレタンの液体原料が注入される。これにより、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、車両内装用ボード１の一方の外面１１ａから他方の外面１２ａに貫通し、周囲が補強金具２７で補強された把手孔１５が形成される。
ここで、図８（Ａ）を参照して説明したとおり、把手孔成形部４３の上面には、流路溝４４が形成されている。そのため、図８（Ｂ）に示すように、成形空間６０が形成された状態において、下型３１と上型３２で挟まれた流路溝４４は、把手孔成形部４３の一方の側面から他方の側面に貫通する空間となる。この流路溝４４は、発泡ポリウレタン層１３を形成する工程において、発泡ポリウレタンの液体原料が流れる流路となる。
このように、把手孔成形部４３の上面に形成された流路溝４４が液体原料の流路になることにより、把手孔成形部４３の周囲に発泡ポリウレタンの液体原料を効率的に供給することができ、空隙等の欠陥が少ない高品質な発泡ポリウレタン層１３を形成することができる。
なお、流路溝４４内で硬化した余分な発泡ポリウレタンは、発泡ポリウレタン層１３を形成する工程の後に、車両内装用ボード１から切除される。流路溝４４は、上方が開口しているので、余分な発泡ポリウレタンの除去も容易である。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で、その他の種々の変更実施が可能である。
１ 車両内装用ボード
１１、１２ 金属板
１１ａ、１２ａ 外面
１１ｂ、１２ｂ 内面
１１ｃ、１２ｃ 周囲端部
１３ 発泡ポリウレタン層
１３ａ 面取り部
１４ 取付孔
１５ 把手孔
１６、１７、１８、１９ 孔
２５、２６ グロメット
２７ 補強金具
３０ 成形装置
３１ 下型
３２ 上型
３４ 凹部
３４ａ 周囲角部
３５、３６ セット面
３７ 注入ポート
３８、３９ バキューム孔
４０ ヒンジ部
４１ 下型ピン部
４２ 上型ピン部
４３ 把手孔成形部
４４ 流路溝
４５ 下型ピン部
４７ 下型ピン部
４８ 段部
４９ 凸部
５０ 凹部
５１、５２ Ｏリング溝
５３、５４ Ｏリング
６０ 成形空間

Claims (10)

  1. 一対の金属板と、
    前記一対の金属板の間に形成された発泡ポリウレタン層と、を備え、
    周囲縁部において、前記発泡ポリウレタン層は、前記金属板の周囲端部を覆い、前記金属板の外面と面一に形成されていることを特徴とする車両内装用ボード。
  2. 前記一対の金属板には、前記車両内装用ボードに他の部品を取り付けるための取付孔が形成されており、
    前記取付孔の周囲の前記発泡ポリウレタン層の内部には、補強部材が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の車両内装用ボード。
  3. 一対の金属板をそれぞれ所定形状に成形する工程と、
    前記一対の金属板のそれぞれ内面になる主面にエポキシ樹脂系のコーティング剤を塗布する工程と、
    前記コーティング剤が塗布された前記内面になる主面を対向させて前記一対の金属板を下型及び上型で挟み込んで前記一対の金属板の間に成形空間を形成する工程と、
    前記成形空間に発泡ポリウレタンの原料を注入して反応させて発泡ポリウレタン層を形成する工程と、を具備し、
    前記下型及び前記上型には、それぞれ前記金属板の平面形状よりも大きく前記金属板の外面が当接するように前記金属板がセットされるセット面が形成されており、
    前記下型には、前記セット面から突出する下型突起部が形成されており、
    前記金属板を成形する工程では、前記金属板に位置決め用の孔が形成され、
    前記成形空間を形成する工程では、前記下型側に配置される前記金属板の前記孔が前記下型突起部に嵌合するように前記金属板がセットされ、前記一対の金属板は、それぞれ前記セット面の中央付近に配置されることを特徴とする車両内装用ボードの製造方法。
  4. 前記発泡ポリウレタン層を形成する工程では、前記下型突起部に対応する位置に、前記車両内装用ボードに他の部品を取り付けるための取付孔が形成されることを特徴とする請求項３に記載の車両内装用ボードの製造方法。
  5. 前記下型突起部の少なくとも1つは、前記上型側に配置される前記金属板の前記内面になる主面に当接することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の車両内装用ボードの製造方法。
  6. 前記下型突起部の少なくとも1つは、前記上型に達するよう形成されており、
    前記金属板を成形する工程では、前記上型に達する前記下型突起部の位置に対応して前記上型側に配置される前記金属板に前記孔が形成されることを特徴とする請求項３ないし請求項５の何れか１項に記載の車両内装用ボードの製造方法。
  7. 前記上型には、前記上型に達する前記下型突起部の位置に対応して前記セット面から突出して前記下型突起部に当接する上型突起部が形成されており、
    前記成形空間を形成する工程では、前記上型側に配置される前記金属板の前記孔が前記上型突起部に嵌合するように前記金属板がセットされることを特徴とする請求項６に記載の車両内装用ボードの製造方法。
  8. 前記上型に達する前記下型突起部の少なくとも1つは、前記上型側に配置される前記金属板の前記内面になる主面に当接する段部を有し、前記上型側に配置される前記金属板に形成される前記孔に嵌合することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の車両内装用ボードの製造方法。
  9. 前記上型及び前記下型の少なくとも一方の前記セット面には、該セット面に開口するバキューム孔と、前記バキューム孔の周囲を囲むシール部材と、が設けられており、
    前記成形空間を形成する工程では、前記バキューム孔の内部が減圧されて前記シール部材で囲まれた領域に前記金属板が吸引されて、前記セット面にセットされた前記金属板が前記下型または前記上型に保持されることを特徴とする請求項３ないし請求項８の何れか１項に記載の車両内装用ボードの製造方法。
  10. 前記成形空間を形成する工程では、前記一対の金属板の間であって前記下型突起部に嵌合した前記孔の周囲に補強部材が配設され、
    前記発泡ポリウレタン層を形成する工程では、前記補強部材が前記発泡ポリウレタン層の内部に固定されることを特徴とする請求項３ないし請求項９の何れか１項に記載の車両内装用ボードの製造方法。


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