JP6839633B2 - ２重構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
この発明は、２重構造体の製造方法に関するものであって、より詳細には、例えば車両用エアコンにおける調温空気を流通させるダクトで、かつ断熱効率を高めるため空気層(空間)を中間に介在させた２重ダクトを効率的に製造する方法に関するものである。
例えば、車両用のエアコン本体と車内への空気吹出し口(ルーバー)との間は、調温空気を流通させるため中空ダクトで接続されている。この種のダクトは、一般に熱可塑性の合成樹脂を材質とするパリソンをブロー成形して中空筒状体にしたものが多い。しかし近年は、調温空気の流通による温度差でダクト外壁に結露することがないよう、断熱性能の高いダクトへの需要がある。また、空気が流通する際の静粛性を向上させるため、防音性能の高いダクトも併せて求められている。この観点からは、前述した従来のブロー成形で得たダクトは断熱性能が充分でない。
このため、断熱性に優れた発泡シートを成形して断熱性能を向上させた中空ダクトが広く実用化されている。例えば図３は、断熱性の高い発泡シートを２枚貼り合わせて中空ダクトを製造する方法の１例を示している。すなわち図３(ａ)は、熱可塑性樹脂からなる２枚の発泡シートをヒータで加熱する工程を示し、平行に対向配置した発泡シート１０，１２の上方および下方並びに両発泡シート１０，１２の間に夫々電気ヒータ１４を配置し、この電気ヒータ１４により加熱することで、これら発泡シート１０，１２を軟化させるようになっている。次いで、図３(ｂ)の工程において、１対の真空成形型１６，１８により軟化状態にある２枚の発泡シート１０，１２を挟持する。このとき、空気を吹き込むブローピン２０が両発泡シート１０，１２の間に挿入されている。そして、前記成形型１６，１８に多数穿設した空気吸引孔２２から空気を吸引すると共に、前記ブローピン２０から空気を両発泡シート１０，１２の間へ吹き込むことにより、各成形型１６，１８のキャビテイの形状に倣った輪郭形状の中空ダクト２４が成形される。なお、図３(ｃ)に示すように、成形型１６，１８から脱型した後のダクト２４は、各発泡シート１０，１２が成形型１６、１８により挟圧された部位が融着してフランジ２４ａ，２４ａになっている。
先に述べたように、中空構造体としてのダクトには、高い断熱性能が求められている。そこで、図３で示したように、断熱性に優れた発泡シートを材質に使用することになる訳であるが、断熱性能を更に向上させようとすると、前記発泡シートの厚みを大きくすることが必要になる。すると、前記成形型により真空成形しても、成形型におけるキャビテイ面への形状追従性が低下すると共に、全体重量も嵩んでしまうことになる。また、厚みの大きい発泡シートを使用すると、素材コストが上昇してしまう難点もある。
そこで、厚みの大きい発泡シートを使用することに替えて、薄手の発泡シートを使用し、これを２重構造として中間に空気層(空間)を介在させたダクトも提案されている。例えば、特開２０１７−８０９６２号公報に開示されている２重構造のダクトを図４に示す。図４(ａ)に示すダクトは、外側成形体としての中空ダクト２６と、該中空ダクト２６の内部に同心的に配置した内側成形体としての中空ダクト２８とからなり、両ダクト２６，２８の間に断熱空間として機能する空気層３０が存在している。この２重構造のダクトは、中間に断熱性に優れた空気層が存在するために、厚みの大きな発泡シートを使用しなくても充分な断熱特性が得られる点で優れている。
しかしながら、図４(ｂ)に断面で示す２重構造のダクトを製造するには、特開２０１７−８０９６２号公報に開示される如く、先ず第１の成形型で内側成形体となる第１ダクトを成形し、この成形された第１ダクトを第２の成形型の中間に保持した状態で、該第２の成形型において外側成形体となる第２ダクトを成形する手間を要している。すなわち、第１成形型で第１ダクトを先に成形しておいてから、次の第２成形型で第２ダクトを成形することで、中間に断熱空間を有する２重構造のダクトを製造するという工程を必要とするため、成形型の数が増加すると共に、製造の手間や時間を要する難点があった。
前記課題を解決し、所期の目的を達成するため請求項１に記載の発明は、
外層構造体になるべき１対の第１熱可塑性樹脂シートを対向配置すると共に、前記第１熱可塑性樹脂シートの内側に内層構造体になるべき１対の第２熱可塑性樹脂シートを対向配置し、これら第１熱可塑性樹脂シートおよび第２熱可塑性樹脂シートを加熱して軟化させるシート加熱工程と、
前記外層構造体の外部輪郭を画成するキャビテイ面および該キャビテイ面に設けた空気吸引孔を有する１対の成形型を前記シート加熱工程で軟化した第１熱可塑性樹脂シートに接触させるとともに前記空気吸引孔から空気の吸引を行って、該第１熱可塑性樹脂シートを前記成形型のキャビテイ面に倣った形状に賦形する外層構造体の賦形工程と、
前記１対の成形型のキャビテイ面により賦形された前記外層構造体をなす第１熱可塑性樹脂シートに空気抜き孔を穿設する孔開け工程と、
前記１対の成形型を型閉じして第１熱可塑性樹脂シートおよび第２熱可塑性樹脂シートを両成形型により挟持した後に、第２熱可塑性樹脂シートおよび第１熱可塑性樹脂シートの間の空気を前記第１熱可塑性樹脂シートに設けた前記空気抜き孔から逃出させつつ該第２熱可塑性樹脂シートを賦形させて前記第２熱可塑性樹脂シートにより前記空気抜き孔を塞ぐことで、前記第１熱可塑性樹脂シートからなる外層構造体の内側に第２熱可塑性樹脂シートからなる内層構造体を空気層を介在させた状態で形成する内層構造体の賦形工程とからなることを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、第１熱可塑性樹脂シートからなる外層構造体の内側に、第２熱可塑性樹脂シートからなる内層構造体を、所要の空気層を介在させた状態で一挙に製造することができ、製造に要する手間と時間とを大幅に効率化することができる。
外層構造体になるべき１対の第１熱可塑性樹脂シートを対向配置すると共に、前記第１熱可塑性樹脂シートの内側に内層構造体になるべき１対の第２熱可塑性樹脂シートを対向配置し、これら第１熱可塑性樹脂シートおよび第２熱可塑性樹脂シートを加熱して軟化させるシート加熱工程と、
前記外層構造体の外部輪郭を画成するキャビテイ面および該キャビテイ面に設けた空気吸引孔を有する１対の成形型を前記シート加熱工程で軟化した第１熱可塑性樹脂シートに接触させるとともに前記空気吸引孔から空気の吸引を行って、該第１熱可塑性樹脂シートを前記成形型のキャビテイ面に倣った形状に賦形する外層構造体の賦形工程と、
前記１対の成形型のキャビテイ面により賦形された前記外層構造体をなす第１熱可塑性樹脂シートに空気抜き孔を穿設する孔開け工程と、
前記１対の成形型を型閉じして第１熱可塑性樹脂シートおよび第２熱可塑性樹脂シートを両成形型により挟持した後に、第２熱可塑性樹脂シートおよび第１熱可塑性樹脂シートの間の空気を前記第１熱可塑性樹脂シートに設けた前記空気抜き孔から逃出させつつ該第２熱可塑性樹脂シートを賦形させて前記第２熱可塑性樹脂シートにより前記空気抜き孔を塞ぐことで、前記第１熱可塑性樹脂シートからなる外層構造体の内側に第２熱可塑性樹脂シートからなる内層構造体を空気層を介在させた状態で形成する内層構造体の賦形工程とからなることを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、第１熱可塑性樹脂シートからなる外層構造体の内側に、第２熱可塑性樹脂シートからなる内層構造体を、所要の空気層を介在させた状態で一挙に製造することができ、製造に要する手間と時間とを大幅に効率化することができる。
請求項２に記載の発明では、前記内層構造体の賦形工程では、前記シート加熱工程で軟化した１対の第２熱可塑性樹脂シートの間に空気を吹き込んで該第２熱可塑性樹脂シートを賦形することを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、前記外層構造体の内側に内層構造体を介在させるための工程を、外層構造体を成形する成形型の内部で第２熱可塑性樹脂シートを圧空成形することにより達成することができる。
請求項２に係る発明によれば、前記外層構造体の内側に内層構造体を介在させるための工程を、外層構造体を成形する成形型の内部で第２熱可塑性樹脂シートを圧空成形することにより達成することができる。
請求項３に記載の発明では、前記内層構造体の賦形工程では、前記第１熱可塑性樹脂シートに穿設した前記空気抜き孔を介して前記第１熱可塑性樹脂シートと前記第２熱可塑性樹脂シートとの間の空気を吸引することで、前記シート加熱工程で軟化した１対の第２熱可塑性樹脂シートを賦形することを要旨とする。
請求項３に係る発明によれば、前記外層構造体の内側に内層構造体を介在させるための工程を、外層構造体を成形する成形型の内部で第２熱可塑性樹脂シートを真空成形することにより達成することができる。
請求項３に係る発明によれば、前記外層構造体の内側に内層構造体を介在させるための工程を、外層構造体を成形する成形型の内部で第２熱可塑性樹脂シートを真空成形することにより達成することができる。
請求項４に記載の発明では、前記内層構造体の賦形工程では、前記シート加熱工程で軟化した１対の第２熱可塑性樹脂シートの間に空気を吹き込むと共に、前記第１熱可塑性樹脂シートに穿設した前記空気抜き孔を介して前記第１熱可塑性樹脂シートと前記第２熱可塑性樹脂シートとの間の空気を吸引することで、該第２熱可塑性樹脂シートを賦形することを要旨とする。
請求項４に係る発明によれば、前記外層構造体の内側に内層構造体を介在させるための工程を、外層構造体を成形する成形型の内部で第２熱可塑性樹脂シートを圧空成形および真空成形の併用により達成することができる。
請求項４に係る発明によれば、前記外層構造体の内側に内層構造体を介在させるための工程を、外層構造体を成形する成形型の内部で第２熱可塑性樹脂シートを圧空成形および真空成形の併用により達成することができる。
請求項５に記載の発明では、前記空気抜き孔は、前記成形型のキャビテイ底面から離間した位置に対応して前記第１熱可塑性樹脂シートに穿設されることを要旨とする。
請求項５に係る発明によれば、第１熱可塑性樹脂シートに穿設される空気抜き孔は成形型のキャビテイ底面から離間した位置に対応して設けられる。従って、第２熱可塑性樹脂シートの賦形過程で、該第２熱可塑性樹脂シートが成形型のキャビテイ底面における第１熱可塑性樹脂シートの対応部位に到達する前に、第２熱可塑性樹脂シートが前記空気抜き孔を塞ぐことになる。そのため、第１熱可塑性樹脂シートからなる外層構造体と、第２熱可塑性樹脂シートからなる内層構造体との間に空気層を確実に介在させることができる。
請求項５に係る発明によれば、第１熱可塑性樹脂シートに穿設される空気抜き孔は成形型のキャビテイ底面から離間した位置に対応して設けられる。従って、第２熱可塑性樹脂シートの賦形過程で、該第２熱可塑性樹脂シートが成形型のキャビテイ底面における第１熱可塑性樹脂シートの対応部位に到達する前に、第２熱可塑性樹脂シートが前記空気抜き孔を塞ぐことになる。そのため、第１熱可塑性樹脂シートからなる外層構造体と、第２熱可塑性樹脂シートからなる内層構造体との間に空気層を確実に介在させることができる。
請求項６に記載の発明では、前記成形型のキャビテイ面にはキャビテイ内へ突出する凸状部が形成され、前記第１熱可塑性樹脂シートに穿設される前記空気抜き孔が該凸状部の頂部に対応して開口されることを要旨とする。
請求項６に係る発明によれば、第１熱可塑性樹脂シートに穿設される空気抜き孔はキャビテイ面に設けた凸状部の頂部に対応して穿設されるので、第２熱可塑性樹脂シートの賦形過程で該第２熱可塑性樹脂シートが前記空気抜き孔を塞ぐことになる。このため、第１熱可塑性樹脂シートからなる外層構造体と第２熱可塑性樹脂シートからなる内層構造体との間に、確実に空気層を介在させることができる。
請求項６に係る発明によれば、第１熱可塑性樹脂シートに穿設される空気抜き孔はキャビテイ面に設けた凸状部の頂部に対応して穿設されるので、第２熱可塑性樹脂シートの賦形過程で該第２熱可塑性樹脂シートが前記空気抜き孔を塞ぐことになる。このため、第１熱可塑性樹脂シートからなる外層構造体と第２熱可塑性樹脂シートからなる内層構造体との間に、確実に空気層を介在させることができる。
本発明に係る２重構造体の製造方法によれば、外側構造体と内側構造体との間に断熱空間を介在させた２重構造の中空体を一度の工程で製造することができるので、製造設備の数を抑えながらも、製造効率を大きく向上させ得る利点がある。
次に、本発明に係る２重構造体の製造方法について、好適な実施例を挙げて説明する。本発明にいう２重構造体としては、車両用エアコンの本体と車内への空気吹出口とを結ぶ調温空気流通用の中空ダクトが想定されるが、この種のダクトに限らず、各種産業界で断熱特性の優れた中空筒状体としての需要がある部材に向けて広く応用し得るものである。また、本発明で「断熱性能」とは、外部との熱の出入りを遮る特性のことを云うが、これに付帯して、音の伝達を遮る防音性や、振動の伝達を遮る防振性も併せて発揮し得ることは勿論である。
本発明の実施例に係る製造方法は、図１Ａ(ａ)〜図１Ｂ(ｆ)に示す一連の工程、すなわち(1)シート加熱工程と、(2)外層構造体の賦形工程と、(3)孔開け工程と、(4)内層構造体の賦形工程とからなる。なお、実施例に係る方法で製造される２重構造体は、図１Ｂ(ｆ)に示す如く、外層構造体としての第１の筒状中空体と、この外層構造体の内側に同心的に位置して、所要の空間を介在させている内層構造体としての第２の筒状中空体とから構成されている。また、２重構造体に使用されるシートの材質としては、ポリエチレンやポリプロピレンのような熱可塑性樹脂の発泡シートが好適に採用されるが、熱可塑性樹脂のシート材であれば、発泡していなくてもよい。更に、各種の材質の熱可塑性樹脂シートを用途に応じて混用しても良い。例えば、ポリエチレンの発泡シートを使用する場合は、３０倍発泡で厚み３ｍｍのものとするのが好適である。
(シート加熱工程について)
図１Ａ(ａ)に示すように、一対の第１熱可塑性樹脂シート３２，３４が所要の間隔を保持して水平に対向配置されると共に、前記第１熱可塑性樹脂シート３２，３４の内側に同じく一対の第２熱可塑性樹脂シート３６，３８が所要の間隔を保持して対向配置されている。ここで一対の第１熱可塑性樹脂シート３２，３４は、図１Ｂ(ｆ)および図２(ｂ)に示す２重構造体４０における外層構造体４２になるものである。また、一対の第２熱可塑性樹脂シート３６，３８は、前記２重構造体４０における内層構造体４４になるものである。
図１Ａ(ａ)に示すように、一対の第１熱可塑性樹脂シート３２，３４が所要の間隔を保持して水平に対向配置されると共に、前記第１熱可塑性樹脂シート３２，３４の内側に同じく一対の第２熱可塑性樹脂シート３６，３８が所要の間隔を保持して対向配置されている。ここで一対の第１熱可塑性樹脂シート３２，３４は、図１Ｂ(ｆ)および図２(ｂ)に示す２重構造体４０における外層構造体４２になるものである。また、一対の第２熱可塑性樹脂シート３６，３８は、前記２重構造体４０における内層構造体４４になるものである。
図１Ａ(ａ)において、第１熱可塑性樹脂シート３２，３４および第２熱可塑性樹脂シート３６，３８は、電熱ヒータ４６により加熱されて軟化するようになっている。すなわち、水平に対向配置した前記一連の熱可塑性樹脂シートの上下に電熱ヒータ４６，４６が近接配置されると共に、一方の第２熱可塑性樹脂シート３６と、他方の第２熱可塑性樹脂シート３８との中間にも電熱ヒータ４６が近接配置されている。なお、夫々の熱可塑性樹脂シートは、左右の両端部を適宜の構造のクランプ６４で把持されて、水平方向へ引っ張られて平坦な展張状態になっている。但し、前記クランプ６４は第１熱可塑性樹脂シート３２，３４を把持するものだけを図示し、第２熱可塑性樹脂シート３６，３８を把持するクランプは図示を省略してある。
図１Ａ(ａ)に示す状態で上下・中央の電熱ヒータ４６に通電すると、夫々の熱可塑性樹脂シートは加熱されて軟化するに至る。この軟化温度は、熱可塑性樹脂シートにおける樹脂材質や厚みにより変動するが、後述する図１Ａ(ｃ)や図１Ｂ(ｅ)の工程で、真空成形や圧空成形を行うのに適した温度域が選定される。殊に、熱可塑性樹脂の発泡シートといっても、材質により成形に適した軟化温度は変動するので、各材質に応じて最適な温度を選ぶことが重要である。
(外層構造体の賦形工程について)
図１Ａ(ａ)のシート加熱工程で成形型による成形を可能にする温度にまで軟化した第１熱可塑性樹脂シート３２，３４および第２熱可塑性樹脂シート３６，３８は、図１Ａ(ｂ)に示すように、上下に開放している１対の成形型４８，５０の間へ移送される。この成形型４８，５０は、前記２重構造体４０における外層構造体４２の外部輪郭を画成(規定)するキャビテイ面５２を有すると共に、外部の空気吸引源に連通接続される複数の空気吸引孔５４を有している。また、図１Ａ(ｂ)に示す成形型４８，５０の前記キャビテイ面５２には、凹凸形状を付することにより、キャビテイ内部へ突出する凸状部５２ａが形成されている。但し、図２(ａ)に示すように、前記キャビテイ面５２に凹凸形状が付されていない平坦面としても良いことは勿論である。
図１Ａ(ａ)のシート加熱工程で成形型による成形を可能にする温度にまで軟化した第１熱可塑性樹脂シート３２，３４および第２熱可塑性樹脂シート３６，３８は、図１Ａ(ｂ)に示すように、上下に開放している１対の成形型４８，５０の間へ移送される。この成形型４８，５０は、前記２重構造体４０における外層構造体４２の外部輪郭を画成(規定)するキャビテイ面５２を有すると共に、外部の空気吸引源に連通接続される複数の空気吸引孔５４を有している。また、図１Ａ(ｂ)に示す成形型４８，５０の前記キャビテイ面５２には、凹凸形状を付することにより、キャビテイ内部へ突出する凸状部５２ａが形成されている。但し、図２(ａ)に示すように、前記キャビテイ面５２に凹凸形状が付されていない平坦面としても良いことは勿論である。
開放状態にある成形型４８，５０と、両成形型に近接して位置している第１熱可塑性樹脂シート３２，３４との位置関係は、図１Ａ(ｂ)に示すように、両者の間に所要の間隙が保持されるようになっている。そして図１Ａ(ｃ)に示す如く、上方の成形型４８を少し下降させると共に、下方の成形型５０を少し上昇させると、該成形型４８の開放端は第１熱可塑性樹脂シート３２に接触し、また該成形型５０の開放端は第１熱可塑性樹脂シート３４に接触するに至る。
このとき、先に述べたように、第１熱可塑性樹脂シート３２および第１熱可塑性樹脂シート３４は各両端を前記クランプ６４に把持されて展張状態になっているので、図１Ａ(ｃ)に示すように、上方の成形型４８の下降により該成形型４８の開放端は第１熱可塑性樹脂シート３２に充分に密着する。同じく、下方の成形型５０の上昇により該成形型５０の開放端は第１熱可塑性樹脂シート３４に充分に密着する。ここで、成形型４８，５０における空気吸引孔５４を介して空気が吸引されると、前のシート加熱工程で加熱されて軟化している第１熱可塑性樹脂シート３２，３４は、図１Ａ(ｃ)に示すように、各成形型のキャビテイ面５２へ引き寄せられて該キャビテイ面５２の形状に倣った外層構造体４２，４２が賦形される。この場合、図１に示す成形型４８，５０のキャビテイ面５２には、前述したように凹凸形状が付与されているので、前記外層構造体４２には前記凹凸形状を反転させた凹凸形状が形成される。また、外層構造体４２を賦形するための空気吸引を開始するタイミングは、第１熱可塑性樹脂シート３２，３４が成形型４８に密着する前であっても、第１熱可塑性樹脂シート３２，３４が該成形型４８に密着した後であってもよい。
(孔開け工程について)
図１Ａ(ｃ)に示す如く、外層構造体の賦形工程で第１熱可塑性樹脂シート３２，３４を真空成形して外層構造体４２を賦形した後、その状態を保持したままで、図１Ｂ(ｄ)に示す孔開け工程へ移行する。すなわち、図１Ｂ(ｄ)において、各成形型のキャビテイ面５２における前記凸状部５２ａの頂部に開放する前記空気吸引孔５４に孔開けピン５６を挿入前進させ、第１熱可塑性樹脂シートからなる外層構造体４２を刺し通すことで、該外層構造体４２に空気抜き孔５８を穿設する。ここで空気抜き孔５８を外層構造体４２に設ける理由は、図１Ｂ(ｅ)で後述する如く、両成形型４８，５０を閉じて第２熱可塑性樹脂シート３６，３８を賦形させる際に、前記外層構造体４２(第１熱可塑性樹脂シート３２，３４)と該第２熱可塑性樹脂シート３６，３８との間の空間から空気を逃がす必要があるからである。先に述べた如く、キャビテイ面５２には前記凹凸形状を付したことによりキャビテイ内部に突出する凸状部５２ａが形成されている。そこで、外層構造体４２において前記空気抜き孔５８が穿設される部位は、図１Ｂ(ｄ)に示すように、前記凸状部５２ａが内側へ突出する部分に対応した位置とすることが好ましい。その理由は、図１Ｂ(ｅ)に示す如く、第２熱可塑性樹脂シート３６，３８がキャビテイ面５２の側に賦形されることで、第２熱可塑性樹脂シート３６，３８および第１熱可塑性樹脂シート３２，３４の間に空気を残した状態で、前記外層構造体４２に設けた前記空気抜き孔５８を第２熱可塑性樹脂シート３６，３８により塞ぐことができるからである。
図１Ａ(ｃ)に示す如く、外層構造体の賦形工程で第１熱可塑性樹脂シート３２，３４を真空成形して外層構造体４２を賦形した後、その状態を保持したままで、図１Ｂ(ｄ)に示す孔開け工程へ移行する。すなわち、図１Ｂ(ｄ)において、各成形型のキャビテイ面５２における前記凸状部５２ａの頂部に開放する前記空気吸引孔５４に孔開けピン５６を挿入前進させ、第１熱可塑性樹脂シートからなる外層構造体４２を刺し通すことで、該外層構造体４２に空気抜き孔５８を穿設する。ここで空気抜き孔５８を外層構造体４２に設ける理由は、図１Ｂ(ｅ)で後述する如く、両成形型４８，５０を閉じて第２熱可塑性樹脂シート３６，３８を賦形させる際に、前記外層構造体４２(第１熱可塑性樹脂シート３２，３４)と該第２熱可塑性樹脂シート３６，３８との間の空間から空気を逃がす必要があるからである。先に述べた如く、キャビテイ面５２には前記凹凸形状を付したことによりキャビテイ内部に突出する凸状部５２ａが形成されている。そこで、外層構造体４２において前記空気抜き孔５８が穿設される部位は、図１Ｂ(ｄ)に示すように、前記凸状部５２ａが内側へ突出する部分に対応した位置とすることが好ましい。その理由は、図１Ｂ(ｅ)に示す如く、第２熱可塑性樹脂シート３６，３８がキャビテイ面５２の側に賦形されることで、第２熱可塑性樹脂シート３６，３８および第１熱可塑性樹脂シート３２，３４の間に空気を残した状態で、前記外層構造体４２に設けた前記空気抜き孔５８を第２熱可塑性樹脂シート３６，３８により塞ぐことができるからである。
(内層構造体の賦形工程について)
前記孔開け工程で外層構造体４２に空気抜き孔５８を穿設した後、図１Ｂ(ｅ)に示すように、上下に開放している成形型４８，５０を閉成(型閉じ)することで、第１熱可塑性樹脂シート３２，３４および第２熱可塑性樹脂シート３６，３８は両成形型４８，５０により挟持される。この段階では、第２熱可塑性樹脂シート３６，３８は未だ賦形されていないので、これら第２熱可塑性樹脂シート３６，３８を賦形して内層構造体４４とする必要がある。この第２熱可塑性樹脂シート３６，３８を賦形させる手段としては、図１Ｂ(ｅ)に示すように圧空成形する場合と、図２(ａ)に示すように真空成形する場合とがあるので、以下に場合を分けて説明する。
前記孔開け工程で外層構造体４２に空気抜き孔５８を穿設した後、図１Ｂ(ｅ)に示すように、上下に開放している成形型４８，５０を閉成(型閉じ)することで、第１熱可塑性樹脂シート３２，３４および第２熱可塑性樹脂シート３６，３８は両成形型４８，５０により挟持される。この段階では、第２熱可塑性樹脂シート３６，３８は未だ賦形されていないので、これら第２熱可塑性樹脂シート３６，３８を賦形して内層構造体４４とする必要がある。この第２熱可塑性樹脂シート３６，３８を賦形させる手段としては、図１Ｂ(ｅ)に示すように圧空成形する場合と、図２(ａ)に示すように真空成形する場合とがあるので、以下に場合を分けて説明する。
(圧空成形)
図１Ｂ(ｅ)は圧空成形する場合を示すもので、第２熱可塑性樹脂シート３６と第２熱可塑性樹脂シート３８との間には、空気供給源に接続するブローピン６０が挿入されている。そして、前記ブローピン６０を介して空気を吹き込むことで、前記シート加熱工程で加熱され軟化している第２熱可塑性樹脂シート３６，３８は次第に賦形される。この賦形に伴い前記外層構造体４２と第２熱可塑性樹脂シート３６，３８との間の空気は、前記空気抜き孔５８および空気吸引孔５４を介して逃出する。そして、賦形中の第２熱可塑性樹脂シート３６，３８が外層構造体４２に接触して前記空気抜き孔５８を塞ぐと、外層構造体４２と第２熱可塑性樹脂シート３６，３８との間の空気は外部へ逃出できなくなり、第２熱可塑性樹脂シート３６，３８は中空の内層構造体４４になる。なお、外層構造体４２と内層構造体４４とは、凹凸形状における前記凸状部５２ａの頂部で接触して溶着する。また、成形型４８，５０で挟持された第１熱可塑性樹脂シート３２，３４および第２熱可塑性樹脂シート３６，３８は、その挟持部分において溶着される。そして、両成形型４８，５０から脱型すると、図１Ｂ(ｆ)に示す前記２重構造体４０が構成されている。この２重構造体４０では、外層構造体４２と内層構造体４４との間に空気層６２が形成されているので、この空気層６２が断熱性能を著しく向上させる。
図１Ｂ(ｅ)は圧空成形する場合を示すもので、第２熱可塑性樹脂シート３６と第２熱可塑性樹脂シート３８との間には、空気供給源に接続するブローピン６０が挿入されている。そして、前記ブローピン６０を介して空気を吹き込むことで、前記シート加熱工程で加熱され軟化している第２熱可塑性樹脂シート３６，３８は次第に賦形される。この賦形に伴い前記外層構造体４２と第２熱可塑性樹脂シート３６，３８との間の空気は、前記空気抜き孔５８および空気吸引孔５４を介して逃出する。そして、賦形中の第２熱可塑性樹脂シート３６，３８が外層構造体４２に接触して前記空気抜き孔５８を塞ぐと、外層構造体４２と第２熱可塑性樹脂シート３６，３８との間の空気は外部へ逃出できなくなり、第２熱可塑性樹脂シート３６，３８は中空の内層構造体４４になる。なお、外層構造体４２と内層構造体４４とは、凹凸形状における前記凸状部５２ａの頂部で接触して溶着する。また、成形型４８，５０で挟持された第１熱可塑性樹脂シート３２，３４および第２熱可塑性樹脂シート３６，３８は、その挟持部分において溶着される。そして、両成形型４８，５０から脱型すると、図１Ｂ(ｆ)に示す前記２重構造体４０が構成されている。この２重構造体４０では、外層構造体４２と内層構造体４４との間に空気層６２が形成されているので、この空気層６２が断熱性能を著しく向上させる。
(真空成形)
図２(ａ)は、前述した図１Ａおよび図１Ｂに示すキャビテイ面５２に凹凸形状を付した圧空成形用の成形型４８，５０とは別形態の成形型４８，５０を用いて、真空成形を行う場合を示している。この別形態の成形型では、成形型４８，５０のキャビテイ面５２には前述した凹凸形状は付されておらず、平坦な面になっている。また、各成形型には複数の空気吸引孔５４が穿設されている。そして、各成形型のキャビテイ底面５５から離間した位置に設けた空気吸引孔５４(図２(ａ)では４個所)の夫々に孔開けピン５６を挿入前進させ、第１熱可塑性樹脂シートの外層構造体４２を刺し通すことで空気抜き孔５８を穿設する。すなわち別形態では、図２(ａ)において、空気抜き孔５８の開口している部位(キャビテイ側面)がキャビテイ底面５５から離間した位置である。
図２(ａ)は、前述した図１Ａおよび図１Ｂに示すキャビテイ面５２に凹凸形状を付した圧空成形用の成形型４８，５０とは別形態の成形型４８，５０を用いて、真空成形を行う場合を示している。この別形態の成形型では、成形型４８，５０のキャビテイ面５２には前述した凹凸形状は付されておらず、平坦な面になっている。また、各成形型には複数の空気吸引孔５４が穿設されている。そして、各成形型のキャビテイ底面５５から離間した位置に設けた空気吸引孔５４(図２(ａ)では４個所)の夫々に孔開けピン５６を挿入前進させ、第１熱可塑性樹脂シートの外層構造体４２を刺し通すことで空気抜き孔５８を穿設する。すなわち別形態では、図２(ａ)において、空気抜き孔５８の開口している部位(キャビテイ側面)がキャビテイ底面５５から離間した位置である。
このようにして、第２熱可塑性樹脂シート３６，３８および第１熱可塑性樹脂シート３２，３４の間の空気を前記空気抜き孔５８から吸引すると、第２熱可塑性樹脂シート３６，３８は各成形型のキャビテイ面５２に向け吸引されて変形して行く。そして、次第に変形した第２熱可塑性樹脂シート３６，３８が前記空気抜き孔５８を塞ぐと、外層構造体４２と第２熱可塑性樹脂シート３６，３８の間の空気は外部へ逃出できなくなるため、第２熱可塑性樹脂シート３６，３８の変形が停止する。図２(ｂ)は、成形型４８，５０を開放して２重構造体４０を脱型した場合の断面図であって、外層構造体４２の内側と内層構造体４４の外側との間には空気層６２が確保されている。
前述したところでは、第２熱可塑性樹脂シート３６，３８の賦形について、圧空成形および真空成形を別々に説明したが、圧空成形と真空成形を組み合せて行うようにしてもよい。また、第２熱可塑性樹脂シート３６，３８の賦形を、キャビテイ面５２における凹凸形状の頂部に孔開けピン５６が設けられる成形型４８，５０により真空成形してもよい。更に、キャビテイ底面から離間した側面に孔開けピン５６が設けられる成形型４８，５０により圧空成形するようにしてもよい。
３２、３４ 第１熱可塑性樹脂シート，３６、３８ 第２熱可塑性樹脂シート，
４２ 外層構造体，４４ 内層構造体，４８、５０ 成形型，５２ キャビテイ面，
５２ａ 凸状部，５４ 空気吸引孔，５８ 空気抜き孔，６２ 空気層
４２ 外層構造体，４４ 内層構造体，４８、５０ 成形型，５２ キャビテイ面，
５２ａ 凸状部，５４ 空気吸引孔，５８ 空気抜き孔，６２ 空気層
Claims (6)
- 外層構造体になるべき１対の第１熱可塑性樹脂シートを対向配置すると共に、前記第１熱可塑性樹脂シートの内側に内層構造体になるべき１対の第２熱可塑性樹脂シートを対向配置し、これら第１熱可塑性樹脂シートおよび第２熱可塑性樹脂シートを加熱して軟化させるシート加熱工程と、
前記外層構造体の外部輪郭を画成するキャビテイ面および該キャビテイ面に設けた空気吸引孔を有する１対の成形型を前記シート加熱工程で軟化した第１熱可塑性樹脂シートに接触させるとともに前記空気吸引孔から空気の吸引を行って、該第１熱可塑性樹脂シートを前記成形型のキャビテイ面に倣った形状に賦形する外層構造体の賦形工程と、
前記１対の成形型のキャビテイ面により賦形された前記外層構造体をなす第１熱可塑性樹脂シートに空気抜き孔を穿設する孔開け工程と、
前記１対の成形型を型閉じして第１熱可塑性樹脂シートおよび第２熱可塑性樹脂シートを両成形型により挟持した後に、第２熱可塑性樹脂シートおよび第１熱可塑性樹脂シートの間の空気を前記第１熱可塑性樹脂シートに設けた前記空気抜き孔から逃出させつつ該第２熱可塑性樹脂シートを賦形させて前記第２熱可塑性樹脂シートにより前記空気抜き孔を塞ぐことで、前記第１熱可塑性樹脂シートからなる外層構造体の内側に第２熱可塑性樹脂シートからなる内層構造体を空気層を介在させた状態で形成する内層構造体の賦形工程とからなる
ことを特徴とする２重構造体の製造方法。 - 前記内層構造体の賦形工程では、前記シート加熱工程で軟化した１対の第２熱可塑性樹脂シートの間に空気を吹き込んで該第２熱可塑性樹脂シートを賦形する請求項１記載の２重構造体の製造方法。
- 前記内層構造体の賦形工程では、前記第１熱可塑性樹脂シートに穿設した前記空気抜き孔を介して前記第１熱可塑性樹脂シートと前記第２熱可塑性樹脂シートとの間の空気を吸引することで、前記シート加熱工程で軟化した１対の第２熱可塑性樹脂シートを賦形する請求項１記載の２重構造体の製造方法。
- 前記内層構造体の賦形工程では、前記シート加熱工程で軟化した１対の第２熱可塑性樹脂シートの間に空気を吹き込むと共に、前記第１熱可塑性樹脂シートに穿設した前記空気抜き孔を介して前記第１熱可塑性樹脂シートと前記第２熱可塑性樹脂シートとの間の空気を吸引することで、該第２熱可塑性樹脂シートを賦形する請求項１記載の２重構造体の製造方法。
- 前記空気抜き孔は、前記成形型のキャビテイ底面から離間した位置に対応して前記第１熱可塑性樹脂シートに穿設される請求項１〜４の何れか一項に記載の２重構造体の製造方法。
- 前記成形型のキャビテイ面にはキャビテイ内へ突出する凸状部が形成され、前記第１熱可塑性樹脂シートに穿設される前記空気抜き孔が該凸状部の頂部に対応して開口される請求項１〜５の何れか一項に記載の２重構造体の製造方法。
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