(57)【要約】【課題】  薄肉であって軽量化が図られ、しかも所要の強度を有するラゲッジボックスを成形する車両用ラゲッジボックスの製造方法を提供する。【解決手段】  熱可塑性発泡樹脂シート１６は、ＭＦＲが８．０〜０．１ｇ／１０ｍｉｎの熱可塑性樹脂の組成物でなる。ラゲッジボックスを成形する一対の分割金型２，３は、その一方の金型２にラゲッジボックスの収納室、この収納室内の仕切壁をなす凸状リブおよび開口周囲に張り出すフランジを成形する凸形キャビティ５を有している。一対の分割金型２，３間に配置した熱可塑性発泡樹脂シート１６と一方の凸形キャビティ５間を閉じてその凸形キャビティ面から真空吸引して、凸形キャビティ５に吸着された熱可塑性発泡樹脂シート１６により、上面が開口した収納室、開口周囲に張り出したフランジおよびこのフランジと同高の平坦部を有する仕切壁をなす凹状リブを一体に有するラゲッジボックスを成形する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性発泡樹脂シートにより成形する車両用ラゲッジボックスの製造方法であって、
熱可塑性発泡樹脂シートは、ＭＦＲが８．０〜０．１ｇ／１０ｍｉｎの熱可塑性樹脂の組成物でなり、
ラゲッジボックスを成形する一対の分割金型は、その一方の金型にラゲッジボックスの収納室、この収納室内の仕切壁をなす凸状リブおよび開口周囲に張り出すフランジを成形する凸形キャビティを有しており、
前記一対の分割金型間に配置した熱可塑性発泡樹脂シートと前記一方の凸形キャビティ間を閉じてその凸形キャビティ面から真空吸引して、
前記凸形キャビティに吸着された熱可塑性発泡樹脂シートにより、上面が開口した収納室、開口周囲に張り出したフランジおよびこのフランジと同高の平坦部を有する仕切壁をなす凹状リブを一体に有するラゲッジボックスを成形すること
を特徴とする車両用ラゲッジボックの製造方法。
【請求項２】
ラゲッジボックスの周囲に車体との間の安定支持面を形成する圧縮成形部を有する一対の分割金型を用いることを特徴とする請求項１記載の車両用ラゲッジボックの製造方法。
【請求項３】
ラゲッジボックスの底面にスペアタイヤ収納部に収納したスペアタイヤとの間の安定支持面を形成する圧縮成形部を有する一対の分割金型を用いることを特徴とする請求項１または２記載の車両用ラゲッジボックの製造方法。
【請求項４】
ラゲッジボックスは発泡倍率が２．０〜３０倍であり、その底壁の肉厚が２．０〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項１、２または３記載の車両用ラゲッジボックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性発泡樹脂シートにより成形する車両用ラゲッジボックスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ラゲッジボックスは、自動車の荷室フロアに設置されて荷物や工具等を収納するボックスであるが、自動車の荷室フロアにはスペアタイヤ収納部が設けられていて、ラゲッジボックスはスペアタイヤ収納部の上に配置される。
【０００３】
このラゲッジボックスは、車体後部の荷室内において衝撃吸収性があってしかも軽量であることが要求されるところから、従来より発泡樹脂の射出成形品が広く採用されているが、発泡樹脂の射出成形品にあっては肉厚をかなり厚くしなければ所要の強度のものが得られないので、従来のこの種のラゲッジボックスでは所要の強度を保持したうえでいっそうの軽量性を追求することに限界があった。
【０００４】
特許文献１（特開平１０−２９４６６号公報）、特許文献２（特開２００１−２１３２３９号公報）および特許文献３（ＷＯ２００６−１１３３２号公報）は、発泡樹脂の射出成形品からなるラゲッジボックスおよびその製造方法を開示しいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９４６６号公報
【特許文献２】特開２００１−２１３２３９号公報
【特許文献３】ＷＯ２００６−１１３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ＭＦＲ（メルトフローレート）が８．０〜０．１ｇ／１０ｍｉｎの熱可塑性樹脂の組成物でなる熱可塑性発泡樹脂シートにより、ラゲッジボックスの収納室、この収納室内の仕切壁をなす凸状リブおよび開口周囲に張り出すフランジを成形する凸形キャビティを有している金型を用いてラゲッジボックスを成形することによって、薄肉であって軽量化が図られ、しかも所要の強度を有するラゲッジボックスを得ることができる車両用ラゲッジボックスの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る車両用ラゲッジボックの製造方法は、熱可塑性発泡樹脂シートにより成形する車両用ラゲッジボックスの製造方法であって、熱可塑性発泡樹脂シートは、ＭＦＲが８．０〜０．１ｇ／１０ｍｉｎの熱可塑性樹脂の組成物でなり、ラゲッジボックスを成形する一対の分割金型は、その一方の金型にラゲッジボックスの収納室、この収納室内の仕切壁をなす凸状リブおよび開口周囲に張り出すフランジを成形する凸形キャビティを有しており、前記一対の分割金型間に配置した熱可塑性発泡樹脂シートと前記一方の凸形キャビティ間を閉じてその凸形キャビティ面から真空吸引して、前記凸形キャビティに吸着された熱可塑性発泡樹脂シートにより、上面が開口した収納室、開口周囲に張り出したフランジおよびこのフランジと同高の平坦部を有する仕切壁をなす凹状リブを一体に有するラゲッジボックスを成形することを特徴とするものである。
【０００８】
そして本発明においては、ラゲッジボックスの周囲に車体との間の安定支持面を形成する圧縮成形部を有する一対の分割金型を用いること、ラゲッジボックスの底面にスペアタイヤ収納室に収納したスペアタイヤとの間の安定支持面を形成する平坦部を有する一対の分割金型を用いること、およびラゲッジボックスは発泡倍率が２．０〜３０倍であり、その底壁の肉厚が２．０〜５０ｍｍであることが好適である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る車両用ラゲッジボックの製造方法によれば、ＭＦＲが８．０〜０．１ｇ／１０ｍｉｎの熱可塑性樹脂の組成物でなる熱可塑性発泡樹脂シートにより、ラゲッジボックスの収納室、この収納室内の仕切壁をなす凸状リブおよび開口周囲に張り出すフランジを成形する凸形キャビティを有している金型を用いてラゲッジボックスを成形するので、薄肉であって軽量化が図られ、しかも所要の強度を有するラゲッジボックスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る車両用ラゲッジボックスの製造方法を実施する成形装置の一例を示す断面図であって、一対の分割金型内に熱可塑性発泡樹脂シートを配置した工程を示している。
【図２】図１の成形装置において一対の分割金型内に配置した熱可塑性発泡樹脂シートと対応する金型のキャビティ間を型枠により閉じた工程を示す部分断面図である。
【図３】図１の成形装置において図２に示す態様から金型を閉じて熱可塑性発泡樹脂シートを対応する金型の凸形キャビティに真空吸引させて成形する工程を示す部分断面図である。
【図４】図１の成形装置において図３の態様から金型を開いて成形品を取り出す工程を示す部分断面図である。
【図５】図１の成形装置において成形された車両用ラゲッジボックスの斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。
【図７】本発明に係る車両用ラゲッジボックスを設置する自動車の荷室フロアを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１ないし図４において、１はＴダイ、２，３は一対の分割金型であって、Ｔダイ１から溶融状態の熱可塑性発泡樹脂シートを押し出して一対の分割金型２，３の間に垂下させる。なお一対の分割金型２，３においてその一方の金型を２、他方の金型を３と表示する。Ｔダイ１にはアキュムレータ、プランジャー、押出機、熱可塑性発泡樹脂供給ホッパなどからなる樹脂供給装置を備えている（図示せず）。４，４は一対のローラである。一対の分割金型２，３の一方の金型２に凸形キャビティ５を有している。この凸形キャビティ５は、ラゲッジボックスの収納室、この収納室内の仕切壁をなす凸状リブおよび開口周囲に張り出すフランジを成形する成形部を有しており、６は収納室成形部、７は仕切壁をなす凸状リブ成形部、８はフランジ成形部である。凸形キャビティ５は多数の吸引通気路９を備えており、１０は真空チャンバーである。また、他方の金型３はその外周にスライド型枠１１を備えており、キャビティ１２には圧縮成形部１３，１３が設けられている。この圧縮成形部１３，１３は、後述するがラゲッジボックスの底面にスペアタイヤ収納室に収納したスペアタイヤとの間の安定支持面を形成するためのものである。他方の金型３は金型内に圧力流体を導入する圧力流体導入孔１４を備えている。
【００１２】
図５および図６に示す車両用ラゲッジボックス１５は、図１ないし図４に示す態様により成形される。すなわち、車両用ラゲッジボックス１５を成形するための溶融状態の熱可塑性発泡樹脂シート１６をＴダイ１から押し出して一対のローラ４，４により繰り出し、一対の分割金型２，３の間に垂下させる（図１）。次いで他方の金型３のスライド型枠１１を前進させて垂下している熱可塑性発泡樹脂シート１６を支持したうえ（図２）、一方の金型２を前進させてその凸形キャビティ５に熱可塑性発泡樹脂シート１６との間を閉じて一方の金型２に凸形キャビティ５に真空吸引して凸形キャビティ５に沿わせるとともに、他方の金型３を前進させて一対の分割金型２，３を閉じ、他方の金型３内に圧力流体を導入して熱可塑性発泡樹脂シート１６を凸形キャビティ５に確実に整合した形状に成形する（図３）。そして、この工程において圧縮成形部１３，１３によりラゲッジボックスの底面にスペアタイヤ収納室に収納したスペアタイヤとの間の安定支持面２０，２０を形成するとともに、一対の分割金型２，３のピンチオフ部１８，１９による圧縮成形部によりラゲッジボックスの周囲に車体との間の複数の安定支持面１７を形成する。その後一対の分割金型２，３を開いて成形されたラゲッジビックスを取り出す（図４）。
【００１３】
一対の分割金型２，３の間に垂下された熱可塑性発泡樹脂シート１６はドローダウン、ネックインなどにより肉厚のバラツキが発生することを防止するためシートの厚み、押出し速度、押出し方向の肉厚分布などを別個に調整することが必要である。すなわち、熱可塑性発泡樹脂シート１６は、それぞれ押出機により発泡剤を添加した熱可塑性樹脂を溶融混練した後、アキュムレータのアキュム室に一時的に貯留され、一定間隔ごとにプランジャーによってＴダイ１に供給される。Ｔダイ１より押出された熱可塑性発泡樹脂シート１６はそれぞれ一対のローラ４，４によって挟圧されて一対の分割金型２，３間に配置される。この際、熱可塑性発泡樹脂シート１６の厚み、肉厚分布などが調整される。
【００１４】
具体的にはまず、アキュムレータ、Ｔダイ１により押出速度がそれぞれ別個に設定される。アキュムレータに接続される押出機押出し能力は車両用ラゲッジボックス１５の大きさにより適宜選択することが可能であるが、５０ｋｇ／時以上であることが成形サイクルを短縮させる観点から好ましい。また、ドローダウンの発生を防止する観点からＴダイ１からの熱可塑性発泡樹脂シート１６の押出し工程は４０秒以内、さらに好ましくは３０秒以内に完了する必要がある。このため、アキュムレータのアキュム室に貯留された熱可塑性発泡樹脂はＴダイ１のスリットの開口から１ｃｍ2当り５０ｋｇ／時以上、好ましくは６０ｋｇ／時以上で押出される。この際、Ｔダイ１の各スリット隙間を熱可塑性発泡樹脂シート１６の押し出しに併せて変動させることによりドローダウンの影響を最小限に抑えることができる。つまり、ドローダウン現象により熱可塑性発泡樹脂シート１６の上方へ行くに従い自重により引き伸ばされて薄くなる肉厚に対して、スリット隙間を押出しの開始から徐々に広げて肉厚を熱可塑性発泡樹脂シート１６の上方ほど厚く押出すことで、熱可塑性発泡樹脂シート１６の上方から下方にわたって均一な厚みに調整することができる。さらに、Ｔダイ１から押出された熱可塑性発泡樹脂シート１６の押出速度に対して一対のローラ４，４の回転速度を変動させることで、Ｔダイ１からの熱可塑性発泡樹脂シート１６の押出速度と一対のローラ４，４による送り速度との差により、Ｔダイ１と一対のローラ４，４間で熱可塑性発泡樹脂シート１６を延伸させてシートの厚みを薄く調整することができる。
【００１５】
Ｔダイ１にそれぞれ供給された熱可塑性発泡樹脂は図示しないＴダイ本体のマニホールドから樹脂流路を通ってスリットからシートとして押し出される。Ｔダイ１の本体は、一方のダイおよび他方のダイを重ね合わせてなり、Ｔダイ１の本体の先端部分において一方のダイリップおよび他方のダイリップがスリット隙間をもって対向しており、スリット隙間の間隔はスリット隙間調製装置により設定される。スリット隙間により押し出される熱可塑性発泡樹脂シート１６の厚みが決定されるが、具体的には、Ｔダイ１からそれぞれ０．６〜６．０ｍｍの厚さの熱可塑性発泡樹脂シート１６として押し出される。なお、アキュムレータの種類はサイドアキュム方式またはリングアキュム方式を用いることができる。
【００１６】
スリット隙間は公知のスリット隙間調整装置によってシートの幅方向における均一性が調整される。さらに、図示しないスリット隙間駆動装置により間欠的に押出される熱可塑性発泡樹脂シート１６の押し出し開始から終了までの間で他方のダイリップを変動させて、シートの押出し方向の厚みが調整される。スリット隙間調整装置としては熱膨張式または機械式があり、その両方の機能を併せ持つ装置を用いることが好ましい。スリット隙間調整装置はスリットの幅方向に沿って等間隔に複数配置され、各スリット隙間調整装置によってスリット隙間をそれぞれ狭くしたり、広くしたりすることで幅方向における熱可塑性発泡樹脂シート１６の厚みを均一なものとする。
【００１７】
スリット隙間調整装置は一方のダイリップに向けて進退自在に設けたダイボルトを有し、その先端に圧力伝達部を介して調整軸が配置されている。調整軸には締結ボルトにより係合片が結合されており、係合片は一方のダイリップに連結されている。ダイボルトを前進させると圧力伝達部を介して調整軸が先端方向に押出されて一方のダイリップが押圧される。これにより、ダイリップは凹溝の部位で変形されてスリット隙間が狭くなる。スリット隙間を広くするにはこれと逆にダイボルトを後退させる。さらに、上記機械式の調整手段に合わせて熱膨張式の調整手段を用いることで精度良くスリット隙間を調整することができる。具体的には、図示しない電熱ヒーターにより調整軸を加熱して熱膨張させることで一方のダイリップが押圧され、スリット隙間が狭くなる。また、スリット隙間を広くするには電熱ヒーターを停止させ、図示しない冷却手段により調整軸を冷却して収縮させる。
【００１８】
Ｔダイ１より押出された熱可塑性発泡樹脂シート１６は一対の分割金型２，３間に垂下された状態で、つまり型締めされる時点において押出し方向の厚みが均一となるように調整することが好ましい。この場合、スリット隙間を押出し開始から徐々に広げ、押出し終了時に最大となるように変動させる。これによりＴダイ１より押出される熱可塑性発泡樹脂シート１６の厚みは押出し開始から徐々に厚くなるが、溶融状態で押出された熱可塑性発泡樹脂シート１６は自重により引き伸ばされてその下方から上方へ徐々に薄くなるため、スリット隙間を広げて厚く押し出した分とドローダウン現象により引き伸ばされて薄くなった分が相殺されて、熱可塑性発泡樹脂シート１６上方から下方にわたって均一な厚みに調整することができる。
【００１９】
本発明において用いられる発泡剤としては、物理発泡剤、化学発泡剤およびその混合物のいずれを用いてもよい。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、およびブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。超臨界流体としては、二酸化炭素、窒素などを用いて作ることが好ましく、窒素であれば臨界温度１４９．１℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上、二酸化炭素であれば臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上とすることにより得られる。
【００２０】
本発明に係る車両用ラゲッジボックス１５を構成するブレンド樹脂に用いられるポリプロピレン系樹脂としては、２３０℃におけるメルトテンション（ＭＴと略称する）が３０〜３５０ｍＮの範囲内のポリプロピレンを用いる。特に、ポリプロピレン系樹脂が長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体であることが好ましく、エチレン−プロピレンブロック共重合体を添加することがさらに好ましい。
【００２１】
また、前記樹脂にブレンドされる水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、耐衝撃性を改善するとともにラゲッジボックスとしての剛性を維持するために前記ポリプロピレン系樹脂に対して５〜４０ｗｔ％、好ましくは１５〜３０ｗｔ％の範囲で添加される。具体的には、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンランダム共重合体などの水素添加ポリマーを用いる。また、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、スチレン含有量が３０ｗｔ％未満、好ましくは２０ｗｔ％未満であり、２３０℃におけるＭＦＲは８ｇ／１０分以下で０．１ｇ／１０以上、好ましくは５．０ｇ／１０分以下で、かつ１．０ｇ／１０分以上である。
【００２２】
また、前記樹脂にブレンドされるポリオレフィン系重合体としては、低密度のエチレン−αオレフィンが好ましく、１〜２０ｗｔ％の範囲で配合することができる。低密度のエチレン−αオレフィンは、密度０．９１ｇ／ｃｍ3以下のものが用いられ、エチレンと炭素原子数３〜２０のα−オレフィンを共重合して得られるエチレン・α−オレフィン共重合体が好適であり、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン、１−ドデセン、４−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ヘキセン等があり、好ましくは１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテンが用いられる。また、上記の炭素原子数３〜２０のα−オレフィンは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。エチレン・α−オレフィン共重合体中のエチレンに基づく単量体単位の含有量は、エチレン・α−オレフィン共重合体に対して、５０〜９９ｗｔ％の範囲である。また、α−オレフィンに基づく単量体単位の含有量は、エチレン・α−オレフィン共重合体に対して、１〜５０ｗｔ％の範囲である。特にメタロセン系触媒を用いて重合された直鎖状超低密度ポリエチレンまたはエチレン系エラストマー、プロピレン系エラストマーを用いることが好ましい。
【００２３】
一対の分割金型２，３内に垂下させる熱可塑性発泡樹脂シート１６はドローダウン、ネックインなどにより肉厚のバラツキが発生することを防止し、高い発泡倍率とすることにより良好な軽量性、断熱性を有するダクトを得る観点から溶融張力の高い材料を用いることが必要である。具体的には２３０℃におけるＭＦＲ（ＪＩＳ  Ｋ−７２１０に準じて試験温度２３０℃、試験荷重２．１６ｋｇにて測定）が５．０ｇ／１０分以下、さらに好ましくは１．５〜３．０ｇ／１０分とする。なお、一般に、Ｔダイ１のスリットから薄く押し出す観点からフィルム等の成形では２３０℃におけるＭＦＲが３．０ｇ／１０分より大きく、具体的には５．０〜１０．０ｇ／１０分のものが用いられている。また、熱可塑性発泡樹脂シート１６は発泡性のためドローダウンがはげしくなるためと破泡を防ぐためＭＴが重要である。組成物としてＭＴが２〜８ｃＮ（２３℃）、好ましくは３〜６ｃＮ（２３℃）である樹脂組成物であることが必要である。
【００２４】
本発明に係るラゲッジボックス１５は、図５および図６に示すように、２１は上面が開口した収納室、２２は開口周囲に張り出したフランジ、２３は仕切壁である。仕切壁２３は凸状リブ２４で形成されるが、この凸状リブ２４はフランジ２２と同高の平坦部２５を有している。このため、車両用ラゲッジボックス１５に被せた蓋体２６は周辺部のフランジ２２およびその内方に位置する仕切壁２３の平坦部２５に支持されて安定姿勢を保持するとともに蓋体２６に荷物等の荷重が加わっても変形等が確実に防止される。また、仕切壁２３を形成する凹状リブ２４は下方に向けて間隔が開いた形状をなしているので、これによりラゲッジボックスの全体の剛性および強度の向上が図られている。
【００２５】
本発明に係る車両用ラゲッジボックス１５を自動車の荷室フロア２７に設置した状態において、ラゲッジボックスの周囲の安定支持面を形成する平坦部２０が車体側２８に不動状態に支持されるとともに、ラゲッジボックスの底面の安定支持面１７，１７がスペアタイヤ収納部２９に収納したスペアタイヤ３０に支持されるので、車体の振動や動揺あるいは衝撃によってラゲッジボックスが浮動したり変動するおそれがなく、かえってラゲッジボックスによる衝撃吸収効果を期待することができる。なお、ラゲッジボックスの周囲の安定支持面を形成する平坦部２０およびラゲッジボックスの底面の安定支持面１７，１７は何れも圧縮成形により形成されるので、その表面の平滑性が高く安定支持性にすぐれるものである。
【符号の説明】
【００２６】
１  Ｔダイ
２，３  一対の分割金型
４，４  一対のローラ
５  凸形キャビティ
６  収納室成形部
７  凸状リブ成形部
８  フランジ成形部
９  吸引通気路
１０  真空チャンバー
１１  スライド型枠
１２  キャビティ
１３，１３  圧縮成形部
１４  圧力流体導入孔
１５  車両用ラゲッジボックス
１６  熱可塑性発泡樹脂シート
１７  複数の安定支持面
１８，１９  ピンチオフ部
２０，２０  安定支持面
２１  収納室
２２  フランジ
２３  仕切壁
２４  凸状リブ
２５  平坦部
２６  蓋体
２７  荷室フロア
２８  車体側
２９  スペアタイヤ収納部
３０  スペアタイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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